Eine Konzentrationshalbzelle ist ein Teil einer elektrochemischen Zelle, in der eine elektrochemische Reaktion stattfindet, die von der Konzentration der Reaktanten abhängt. Sie besteht aus einer Elektrode, die in eine Lösung einer bestimmten Ionenkonzentration eingetaucht ist. In einer Konzentrationshalbzelle wird die Potentialdifferenz zwischen zwei Halbzellen aufgrund unterschiedlicher Ionenkonzentrationen erzeugt. Diese Art von Halbzelle wird häufig in der Untersuchung von elektrochemischen Reaktionen verwendet, um die Auswirkungen der Konzentration auf das elektrochemische Potential zu analysieren. Die Nernst-Gleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen dem elektrochemischen Potential einer Zelle und den Konzentrationen der Reaktanten und Produkte. Sie lautet: \[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \] Dabei ist: - \( E \) das elektrochemische Potential, - \( E^0 \) das Standardpotential, - \( R \) die universelle Gaskonstante, - \( T \) die Temperatur in Kelvin, - \( n \) die Anzahl der übertragenen Elektronen, - \( F \) die Faraday-Konstante, - \( Q \) das Reaktionsquotient. Für Standardbedingungen, bei denen die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte 1 mol/L betragen, vereinfacht sich die Nernst-Gleichung. Da der Reaktionsquotient \( Q \) in diesem Fall gleich 1 ist, wird der logarithmische Term \( \ln(1) \) gleich 0. Somit ergibt sich: \[ E = E^0 - 0 = E^0 \] Das bedeutet, dass unter Standardbedingungen das elektrochemische Potential \( E \) gleich dem Standardpotential \( E^0 \) ist. Daher lässt sich die Nernst-Gleichung auch für Standardbedingungen anwenden.