Analytik ll at Universität Innsbruck

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Liquid junction Potential 

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Definition von Elektrochemie

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Gemeinsamkeit aller elektroanalytischen Methoden

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Vorteile von elektroanalytischen Methoden

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Elektrochemische Zelle Voraussetzung

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prinzipieller Aufbau einer Elektrochemischen Zelle

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aus was können Elektroden sein?

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Kathode

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Anode

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Begriff „Elektrode“ kann mehrere Bedeutungen haben

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Salzbrücke besteht aus...

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welche Zelltypen gibt es

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Analytik ll

Liquid junction Potential 
an Phasengrenzen :
- zwischen Lösungen mit verschiedenen Elektrolyten
-gleichen Elektrolyten mit unterschiedlichenr Konzentration

Ursache :
unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeit der Ionen können in der Größenordnung von bis zu 30 mV liegen, sollten aber möglichst klein gehalten werden durch :
- hohe Konzentration von Salzen mit möglichst gleicher Beweglichkeit von Kationen und Anionen in der Salzbrücke zB 3M KCl
- großen Überschuss an Leitelektrolyt mit möglichst gleicher Beweglichkeit von Kation und Anion im angrenzenden Halbelement

Analytik ll

Definition von Elektrochemie

Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt

Analytik ll

Gemeinsamkeit aller elektroanalytischen Methoden

Redoxreaktionen

Leiter zur Zu- und Abfuhr der elektrischen Ladung erforderlich

elektrochemischen Zelle

Analytik ll

Vorteile von elektroanalytischen Methoden

  • hochspezifisch für eine bestimmte Redoxstufe von einem Element (Bsp: Ce4+ oder Ce3+)
  • relativ einfache Instrumente, die rasch und selektiv Analysenergebnisse liefern
  • billiger als andere Methoden
  • Informationen über Aktivitäten erhalten

Analytik ll

Elektrochemische Zelle Voraussetzung

Oxidationsmittel und Reduktionsmittel müssen räumlich getrennt sein, damit die Elektronen nicht direkt von einem Reaktionspartner zum anderen übertragen werden.

Analytik ll

prinzipieller Aufbau einer Elektrochemischen Zelle

  • besteht aus mindestens 2 Elektroden
  • Leitelektrolyt ("innerer Stromkreis", z.B. Salzlösungen, Säuren, Basen, Puffer), Ladungsübertragung erfolgt durch Ionen
  • metallischer Leiter (zwischen den Elektroden, "äußerer Stromkreis"; Übertragung von Elektronen entweder von der Lösung in die Elektrode oder umgekehrt)
  • prinzipiell besteht jede elektrochemische Zelle aus 2 Halbzellen

Analytik ll

aus was können Elektroden sein?

verschiedenen stromleitenden Materialien:

  • Metalle (Pt, Ag, Au, Hg…)
  • Halbleiter (Graphit, Glassy Carbon = GC)

Elektrodenmaterial kann an der Redoxreaktion beteiligt sein oder inert sein

Analytik ll

Kathode

Reduktion

von der Elektrode werden Elektronen in die Lösung an die redoxaktive Verbindung abgegeben.

Ag+ + 1e → Ag

Analytik ll

Anode

Oxidation

Verbindung gibt Elektronen an die Elektrode ab.

Zn →Zn 2+ + 2e

Analytik ll

Begriff „Elektrode“ kann mehrere Bedeutungen haben

  • Elektronenleiter als Teil eines Halbelements
  • für eine gesamte Halbzelle
  • für kompletten elektrochemischen Sensor, der für die Konzentrationsmessung verwendet wird

        (Bsp: Glaselektrode-Einstabmesskette)

Analytik ll

Salzbrücke besteht aus...

  • Trägermaterial (= Gelbildner z.B. Agar-Agar + Salz (Elektrolyt))
  • oft mit einer Ionen durchgängigen Fritte (Diaphragma) auf beiden Seiten verschlossen

Analytik ll

welche Zelltypen gibt es

Galvanische Zellen

Elektrolysezelle

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