Chemieklausur Gloe 1. Sem

[franky89]

Aufgabensammlung: 6-2.
 
Berechnen Sie das Potential einer Cu- Elektrode in einer [latex]CuSO_{4}[/latex] -Lösung mit [latex]c_{Cu^{2+}} = 0,01 \frac{mol}{l}[/latex] bei 25°C. ([latex]E_0 = 0,345 V[/latex])
 
Ich habe das versucht mit der NERNSTsche Gleichung [latex]E = E_0 + \frac {0,059 V}{z} \cdot \frac {c(Ox)}{c(Red)}[/latex] zu lösen.
 
[latex]E_0 = 0345 V ; z = 2 ; c(Ox) = 0,01 \frac{mol}{l} [/latex] und jetzt weiß ich nicht wie ich die Konzentration der Reduktion berechnen soll oder versuche ich das mit einem falschen Ansatz?

Hallo,
 
also ich hab die Aufgabe heute zufällig auch gerechnet. Also der Ansatz über die NERNSTsche Gleichung ist schon mal völlig richtig. Allerdings kannst du aus den gegebenen Sachen nicht die Redoxgleichung aufstellen. Ich bin auch darüber gestolpert, dass ich anfangs die Konzentration des Oxidationsmittels berechnen wollte. Und es geht nicht, dass du annimmst, dass dein Reduktionsmittel eine Konzentration von 1 hat - zumal das gar kein Feststoff ist. Du musst wissen, dass bei einem galvanischen Element an der Anode stets die Oxidation statt findet, und da Kupfer in vielen Redoxreaktionen meistens oxidiert wird (Cu/Cu2+ <= das müsste sogar da stehen) weißt du auch gleich, dass z=2 ist. (anzahl der aufgenommen oder in dem fall abgegebenen Elektronen). Letztendlich setzt du dann einfach die gegebene Konzentration von 0,01 mol (und keine weitere Konzentration - warum das so ist kann ich dir leider nicht sagen - da bin ich auch ratlos - vlt. kann uns da ein CIW weiterhelfen......:rolleyes: - aber prinzipiell kannst du so verfahren, wenn dir nur einen Konzentration gegeben ist und du keine Redoxgleichung aufstellen kannst.
Gruß

[franky89]

Das wird dabei stehen. Wenn ein Ks-/Kb-/pKs-/pKb-Wert gegeben ist, musst du die schwache Reaktionsformel herleiten. Oder es steht direkt da, wie es reagiert.

also da stehen tut die Formel nicht - du musst sie dir merken oder auswendig lernen.... das ist halt das miese an der ganzen sache..

[sandmann]

aaallllllsoooo.

bzgl. starke und schwache säuren/basen hatte ich in beitrag #196 schonmal was geschrieben. das ist zu den basen analog (halt mit pkb werte).

und wegen der nernstgleichung:

die gleichung, die ihr da aufgestellt habt (wobei allerdings das lg in der mit dem 0,059V bzw. der ln fehlt), ist für ein komplettes galvanisches element, bestehend aus 2 halbzellen. dabei ist das [latex]E^{0}[/latex] eine für jedes redoxsystem charakteristische konstante (wenn [latex]c_{ox}=c_{red}[/latex], dann wird E=E°)
der zweite term ist die konzentrationsabhängigkeit des potentialseines redoxsystems.

man kann diese spannung auch schrittweise berechnen (vllt wirds dadurch etwas logischer).

also berechnet man zuerst die spannung der anode mit der gleichung [latex]E = E^0 + \frac {R*T}{z*F} \cdot ln (c_{anode})[/latex]

anschließend das ganze an der kathode
[latex]E = E^0 + \frac {R*T}{z*F} \cdot ln (c_{kathode})[/latex]

hier werden nur die einen konzentrationen genommen, da das aufgestellte potential lt. definition der elektrochemischen spanungsreihe gegen eine standardwasserstoffelektrode aufgenommen wurde (und da ist ja wasserstoff willkürlich [latex]E^0=0[/latex] gesetzt worden bei einer konzentration von 1mol/l)

[€2: ihr könnt keine einzelspannung in einer halbzelle messen, da das nur eine potentialdifferenz der elektrochemischen doppelschicht ist, quasi die differenz der feldstärken, und das wird schon schwer :shifty:]

wenn man nun diese beiden gleichungen zusammensetzt in die definition des galvanischen elementes zweier halbzellen, kommt folgendes raus:

[latex]E = E^0_{anode} - E^0_{kathode} + \frac {R*T}{z*F} \cdot ln (c_{anode}) - \frac {R*T}{z*F} \cdot ln (c_{kathode})[/latex]

wenn das z nun gleich ist, lässt sich das ganze dazu vereinfachen (logarithmengesetze):
[latex]E = E^0_{galvan} + \frac {R*T}{z*F} \cdot ln \frac {c_{anode}} {c_{kathode}}[/latex]


soviel zur entstehung eurer formel.
und bei euerm problem zieht das dick gedruckte. ihr berechnet quasi die spannung einer halbzelle.

und immer schön drandenken.... nicht das ln bzw. lg vergessen

€: bei einer redoxreaktion braucht ihr ox. und red.
um herauszufinden, was oxidiert und was reduziert wird, in die spannugnsreihe gucken.....
stichwort oxidative wirkung und deren zunahme in der spannungsreihe.

im daniell-element wird kupfer zB reduziert und zink oxidiert

[Renegade]

Hi!
Weiß jemand mit dieser aufgabe umzugehen? find ich etwas verwirrend:

"Berechnen Sie den pH-Wert einer KCN-Lösung der KOnzentration 10^-3 mol/l. Für HCN ist pKs = 9,2"

[MRT83]

Ich glaube das kannst du ganz einfach über
[latex] pH= 1/2 \cdot (pK_s-lg(c_{Salz}) )[/latex]
ausrechnen. Müsste pH=6,1 oder so rauskommen...
Herleitung steht im kleinen Riedel ab Seite 197.

€: stimmt so leider nicht, wilks lösung (ein beitrag tiefer) scheint richtig zu sein.

[wilk]

Hi!
Weiß jemand mit dieser aufgabe umzugehen? find ich etwas verwirrend:

"Berechnen Sie den pH-Wert einer KCN-Lösung der KOnzentration 10^-3 mol/l. Für HCN ist pKs = 9,2"

Ich vermute mal das hier der pH-Wert des Salzes bestimmt werden soll.
Skript Seite 37 oben

Wie man aber rechnen muss weiß ich auch nicht genau, hätte ganz normal den pH-Wert für eine  Base ausgerechnet.

Weil KCN ist ein Salz, der pH-Wert kann nur in wässriger Lösung bestimmt werden.
Also KCN + H2O --> KOH + HCN

Es bildet sich also eine starke Base und eine schwache Säure --> Salz reagiert basisch.
pKs ist 9,2 daraus folgt das pKb=4,8

Dann pH= 14 - 0,5 * ( pKb - lg c) = 10,1

Kann das jemand bestätigen?

[Mine]

ne frage zu 13. (Zu einer Lösung, die Fe2+ und Sn2+ enthält, wird ein Tropfen KMnO4 zugesetzt, welche Reaktion läuft ab? Begründung! Sn2+/Sn: E°= +0,15V;Fe2+/Fe:E°=0,77V; Mn2+/MnO4-:E°=1,51V)
Ist da nicht KMnO4 der Elektronenlieferant und es hat doch ein positiveres E° als die anderen, also dürfte doch keine Reaktion ablaufen, oder seh ich da was falsch?

[snoK]

Kann mir vielleicht jemand netterweise die raumauteilung noch einmal reinstellen??? Wäre echt total super, bei link ein paar seiten davor will bei mir nich...:unsure:...

Riesen dank schon mal im Voraus!!!!
Gruß an alle un viel glück morgen!!!!
snoK;)

[sapphire]

http://www.chm.tu-dresden.de/ac4/glmasch-sem2.shtml

[Saimat]

Ich vermute mal das hier der pH-Wert des Salzes bestimmt werden soll.
Skript Seite 37 oben

Wie man aber rechnen muss weiß ich auch nicht genau, hätte ganz normal den pH-Wert für eine  Base ausgerechnet.

Weil KCN ist ein Salz, der pH-Wert kann nur in wässriger Lösung bestimmt werden.
Also KCN + H2O --> KOH + HCN

Es bildet sich also eine starke Base und eine schwache Säure --> Salz reagiert basisch.
pKs ist 9,2 daraus folgt das pKb=4,8

Dann pH= 14 - 0,5 * ( pKb - lg c) = 10,1

Kann das jemand bestätigen?

Das stimmt so. HCN ist die korrespondierende Säure zu KCN (CN-). Somit folgt über pKs+pKb=14, dass der pKb-Wert gleich 4,8 ist. Dann wird ganz normal weitergerechnet. Das Ergebnis ist auch korrekt.

ne frage zu 13. (Zu einer Lösung, die Fe2+ und Sn2+ enthält, wird ein Tropfen KMnO4 zugesetzt, welche Reaktion läuft ab? Begründung! Sn2+/Sn: E°= +0,15V;Fe2+/Fe:E°=0,77V; Mn2+/MnO4-:E°=1,51V)
Ist da nicht KMnO4 der Elektronenlieferant und es hat doch ein positiveres E° als die anderen, also dürfte doch keine Reaktion ablaufen, oder seh ich da was falsch?

Nein, das MnO4- nimmt Elektronen auf und wird zu Mn2+ und Wasser (Teilgleichung Reduktion). Reduktionsmittel ist eins der beiden Metalle.

[Mine]

@saimat und welche reaktion läuft dann ab? (ich bin da noch nich so ganz dahinter gestiegen....) :huh:

[Saimat]

Die mit dem Metall(-Ion), welches seine Elektronen leichter hergibt, d.h. die geringere Elektronegativität und somit das kleinere Redoxpotenzial besitzt.

[Mine]

mhh....aber irgendwie haben sn und fe den gleichen EN Wert? Also das mit dem niedrigeren Standardpotential?

[Saimat]

Es liegen ja keine Reinstoffe vor. Man schaut hier nur auf die Redoxpaare. Das Redoxpotenzial besagt welche Reaktion eher stattfindet.

Entweder sn2+->sn4+ (E°=+0,15V) oder Fe2+->Fe3+ (E°=+0,77V) ?!
-> niedrigeres Potenzial bedeutet, dass es die Elektronen eher hergibt.

kurz: ja

[wilk]

Ich fand die Prüfung sehr fair gestaltet, mich hat nur gewundert das nach knapp 90 Minuten die Ersten schon abgegeben haben :blink: