Herstellung einer vereinfachten Standard-Wasserstoff-Elektrode und Messung einiger Standard mit Cobra SMARTsense

Prinzip

Jedem Metall sowie anderen Redoxpaaren kann ein relatives elektrisches Potenzial zugeordnet werden, wenn es mit einer konstanten Bezugselektrode in einer galvanischen Zelle kombiniert wird. Als internationale Referenzelektrode wurde hierfür die sogenannte Standard-Wasserstoffelektrode (SHE) festgelegt. In dem vorliegenden Versuch wird eine vereinfachte Form dieser Elektrode aufgebaut, und es werden Redoxpotenziale verschiedener Metalle experimentell bestimmt.

Zu diesem Zweck wird eine Platinelektrode durch Elektrolyse einer Schwefelsäurelösung mit Wasserstoffgas beladen. Anschließend wird diese Wasserstoffelektrode nacheinander mit vier Halbzellen unterschiedlicher Metalle zu galvanischen Zellen zusammengeschaltet. Die dabei entstehenden Spannungen werden gemessen und entsprechend ihrer Höhe und ihres Vorzeichens in einer Spannungsreihe eingeordnet. Ziel des Versuchs ist es, das Prinzip und den Aufbau der Standard-Wasserstoffelektrode anschaulich zu vermitteln und das Verständnis für elektrochemische Potenziale zu vertiefen.

Aufgaben

1. Eine Platinelektrode wird durch Elektrolyse einer Schwefelsäurelösung aktiv mit Wasserstoffgas beladen.

2. Anschließend wird die beladene Platinelektrode nacheinander mit vier Halbzellen verschiedener Metalle zu galvanischen Zellen kombiniert.

3. Die entstehenden Zellspannungen werden gemessen und entsprechend ihrem Betrag und Vorzeichen in einer Spannungsreihe geordnet.

Lernziele

Die Lernenden werden im Laufe des Versuchs eine vereinfachte Standard-Wasserstoffelektrode herstellen, sodass ein Verständnis für deren Funktionsprinzip und Aufbau vertieft wird. Außerdem wird der Begriff "Standardpotential" behandelt.

Vorteile

• Versuch ist Teil einer Komplettsets, mit der alle wichtigen curricularen Themen der Elektrochemie abgedeckt werden.
• Schnelle und einfache Versuchsvorbereitung (Versuchsanleitung und Gefährdungsbeurteilung verfügbar).