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Tab. 38:
Temperaturabhängigkeit der N
ERNST
-Spannung
E
N
.
Temperatur
N
ERNST
-
Temperatur
N
ERNST
-
Temperatur
N
ERNST
-
Spannung
Spannung
Spannung
ϑ
E
N
ϑ
E
N
ϑ
E
N
°C
mV
°C
mV
°C
mV
0
54,20
35
61,14
70
68,08
5
55,19
40
62,13
75
69,08
10
56,18
45
63,12
80
70,07
15
57,17
50
64,12
85
71,06
20
58,16
55
65,11
90
72,05
25
59,16
60
66,10
95
73,04
30
60,15
65
67,09
100
74,04
wählt, wird das Redoxpotenzial aus historischen
Gründen noch auf das Potenzial der Normal-
Wasserstoffelektrode mit einem Druck von
p
=
1,014 · 10
5
Pa und einer H
+
-Aktivität von 1 bezo-
gen. Zur Umrechnung muss deshalb jeweils zu
dem gemessenen Potenzial
E
t
das Potenzial der
Bezugselektrode addiert werden, das jeweils wie-
derum temperaturabhängig ist (Tab. 39).
Mangan hervorzuheben sind, deren Löslichkeit
entscheidend vom Redoxpotenzial des Grundwas-
sers abhängt und damit auch die Gefahr von Fil-
terverockerungen in Brunnen (Abschn. 4.3.4.4).
Ferner lässt die Tabelle die Anordnung in einer
(Spannungs-) Reihe aufgrund der Potenziale ge-
genüber Wasserstoff erkennen. Die Elemente/Ver-
bindungen höheren Potenzials wirken dabei als
Oxidationsmittel (Oxidantien) gegenüber denen
niedrigeren Potenzials. Andererseits ist das Reduk-
tionspotenzial („Reduktionskraft“) umso größer,
je niedriger das Redoxpotenzial (
E
o
) ist. So kann
z.B. Mn
2+
durch Fe
2+
reduziert werden, oder H
2
durch S
2-
oxidiert werden usw.
Wie aus der Tab. 40 schließlich ersichtlich, ist
das Redoxpotenzial der im Wasser gelösten Oxy-
und Hydroxy-Verbindungen und -ionen häufig
von der H
+
- bzw. OH
Ñ
-Ionen-Konzentration ab-
hängig, d.h. also vom pH-Wert. Diese pH-Wert-
Abhängigkeit beschreibt die erweiterte N
ERNST
-
Gleichung (Gl. 116) im Anschluss an (Gl. 115):
Beispiel:
Bei einer Wassertemperatur
22 °C wurde mit
einer Kalomel-Elektrode ein Potenzial
E
t
=
212 mV gemessen. Die Umrechnung auf das Was-
serstoff-Potenzial und die Temperatur
ϑ =
ϑ =
25 °C
wird folgendermaßen durchgeführt:
•
Schritt 1: Temperaturkorrektur nach Gl. 115
E
o (25°C)
=
E
Ht
- 0,198 ({
ϑ
} - 25) mV
=
(212 - 0,198 (22 - 25)) mV
=
(212 - (-0,594)) mV
=
212,594 mV.
•
Schritt 2: Umrechnung auf das Bezugspoten-
zial Wasserstoff (
E
H
). Hierzu muss die Bezugs-
spannung der Kalomel-Elektrode bei
EE
RT
nF
23
,
a
a
(ox)
(red)
lg
pH
Gl. 116
Ho
v
ϑ =
22 °C (Tab. 39, interpoliert) zum temperatur-
korrigierten Potenzial addiert werden:
E
H
E
H
= Redoxpotenzial der Lösung (V),
E
o
= Standard-Redoxpotenzial (V)
(für T = 298 K, 10
5
Pa und
c
(ox)
=
c
(red) = 1 mol/l Aktivität),
=
(212,594 + 246,4) mV
≈
459 mV.
Einige geohydrochemisch wichtige Potenziale sind
in der Tab. 40 zusammengefasst.
Redoxpotenziale
entstehen vorzugsweise bei Metallen, wobei in der
hydrogeologischen Praxis besonders Eisen und
ϑ
= Temperatur (°C),
R
= universelle Gaskonstante = 8,314
(J/(mol · K)),
T
=
absolute Temperatur (K),
