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Instrumentelle Analytik (Fach) / Elektrochemie-Grundlagen (Lektion)

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• elektrochemische analysenmethoden elektrochemische direktbestimmung: probenkonzentration (gehalt) direkt aus elektrische größe ableitbar (potentiometrie, elektrogravimetrie, coulometrie, polarographie)    elektrochemische indikation: elektrische eigenschaft als indikator für titration (potentiometrie, voltametrie/bivoltametrie, amperometrie/biamperometrie, konduktometrie)
• stromleitung voraussetzung freie teilchen geladene teilchen bewegliche teilchen
• leiter 1. klasse teilchen elektronen
• leiter 2. klasse teilchen (elektrolyse) ionen
• Gesetz: R=p.I/A R= elektrischer widerstand (ohm) I= länge des leiters (cm) A= querschnitt des leiters (cm^2) p= spezifischer elektrischer widerstand (ohm.cm)
• Gesetz: G=1/R G= elektrischer leitwert (S) R= elektrischer widerstand (ohm)
• Gesetz: k=1/p k= elektrische leitfähigkeit (S/cm) p= spezifischer elektrischer widerstand (ohm.cm)
• Gesetz: u=v/E u= ionenbeweglichkeit (cm^2/s.V) v=ionenwanderungsgeschwindigkeit (cm/s) E= feldstärke (V/cm)
• gesamtleitfähigkeit abhängig von ionenkonzentration dissoziationsgrad ionenladung ionenwanderungsgeschwindigkeit lösungsmitteleigenschaften
• ionenwanderungsgeschwindigkeit abhängig von feldstärke potential bei konstanter elektrodenabstand elektrodenabstand bei konstantem potential ionenladung
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• viskosität des lösungsmittels abhängig von temperatur: leitfähigkeit einer lösung wächst um 25% pro °C, gründe: reibungskraft geht zurück beweglichkeit nimmt zu dissoziation nimmt zu
• migration elektrischer feldgradient
• konvektion temperatur gradient
• diffusion konzentrationsgradient
• elektrodentypen metallionen elektrode: metall/metallsalz (ionen) gas elektrode: pt-blech umspült mit gas wie wasserstoff oder sauerstoff redox elektrode: pt-draht in Fe^2+/Fe^3+-lösung (elektronen) membran elektrode: glaselektrode zur PH messung 
• elektrodenarten 1. art: metallionenelektrode und gaselektrode H+/H2, sonderfall amalgamelektrode Zn^2+/Zn-amalgam 2.art: elektrodenmetall ist mit seinem schwerlöslichen salz umgeben und elektrodenpotential abhängig vom löslichkeitsprodukt wie Ag/AgCl und kalomelelektrode
• anode oxidation ist positiv geladen  anionen wandern zur anode
• kathode reduktion ist negativ geladen  kationen wandern zur kathode
• EMK elektromotorische kraft: ist die leerlaufspannung (im stromlosen zustand) ist ein maß für die freiwilligkeit 
• Gesetz: EMK=E(K)-E(A) EMK= ist ein maß für die freiwilligkeit E(K)= (reduktions-)potential der kathode E(A)= (reduktions-)potential der anode
• zersetzungsspannung annährend EMK
• zersetzungsspannung abhängig von (KANTE) konzentration art normalpotential temperatur der lösung elektrodenmaterial bzw. oberflächengröße
• Gesetz: Ez> E(A)-E(K)= EMK Ez= zersetzungsspannung
• gerührte lösung sättigungskurve
• ungerührte lösung diffusionsstromspitze
• überspannung zusätzlich erforderliche spannung
• überspannung abhängig von ionenart wie gase z.B. haben große überspannung  elektrodenmaterial wie Hg>Zn>Graphit>Pb>Ag/Cu
• diffusionsüberspannung hemmung durch verarmung in eletrodennähe
• reaktionsüberspannung hemmung durch langsame vorgelagerte reaktion
• durchtrittsüberspannung hemmung durch doppelschicht oder gasbildung 
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• polarisierbare elektroden elektroden an denen überspannung auftreten arbeitselektrode
• depolarisator teilchen das aufgrund seiner umsetzung (reaktion) der plarisierbarkeit entgegenwirkt
• kathodischer strom H2 entwicklung oder reduktion  des leitsalzes
• anodischer strom O2 entwicklung oder auflösen des elektrodenmaterials
• glaselektrode membran sensorelektrode bezugselektrode ist eingebaut membranpotential verändert sich mit der konzentration des zu messenden ions
• alkalifehler bei glaselektrode oberhalb PH 9 querempfindlichkeit auf alkali ionen
• säurefehler bei glaselektrode unterhalb PH 1 querempfindlichkeit auf anionen (-)
• bezugselektrode konstantes potential potential hängt von der chlorid konzentration ab Ag/AgCl-elektrode kalomelelektrode: elektrodenmaterial ist Hg das mit Hg2Cl2 bedeckt ist und elektrolyt mit Hg2Cl2 gesättigte KCl lösung. NKE (1M KCl lösung) 

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