Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Arndt

Nernst-Gleichung

Nernst-Gleichung
Englischer Begriff
Nernst equation
Definition
Beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit des Einzelpotenzials eines Reaktanden in elektrochemischen Gleichgewichtsreaktionen.
Beschreibung
Durch Änderung der Konzentration der an einem Redoxsystem beteiligten Reaktionspartner ändert sich die oxidierende bzw. reduzierende Kraft eines Redoxsystems. Es gilt bei Zimmertemperatur von 25 °C die Nernstsche Gleichung:
$$ \mathrm{E}={\mathrm{E}}_0+0,059/\mathrm{n}\times \lg\ {\mathrm{a}}_{\mathrm{Ox}}/{\mathrm{a}}_{\mathrm{Red}} $$
oder
$$ \mathrm{E}={\mathrm{E}}_0+\mathrm{RT}/\mathrm{nF}\times \ln\ {\mathrm{a}}_{\mathrm{Ox}}/{\mathrm{a}}_{\mathrm{Red}} $$
mit E0: Standardpotenzial des Redoxpaares (bei Vorliegen einer Lösung von 1 mol/L); n: Zahl der per Redoxgleichung abgegebenen bzw. aufgenommenen Elektronen („Ladungsäquivalent“); aOx und aRed: Produkte aus den Aktivitäten (in verdünnten Lösungen werden vereinfachend die Konzentrationen eingesetzt) der Reaktionsteilnehmer auf der Oxidations- und Reduktionsseite der Redox(reaktions)gleichung; R: Gaskonstante; F: Faraday-Konstante; T: absolute Temperatur; RT/nF: Nernst-Faktor (Nernst-Spannung).
Die Nernst-Gleichung bildet die physikochemische Grundlage für z. B. die Wasserstoff- und Sauerstoffelektrode, für Redoxtitrationen und Redoxreaktionen und deren verschiedene Formen der Endpunktbestimmung, wie Amperometrie, Polarographie etc.
Literatur
Hollemann AF, Wiberg E (1995) Lehrbuch der anorganischen Chemie. W. de Gruyter, Berlin