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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:31 Mo 17.06.2013 | | Autor: | zitrone |
Hallo!
Ich sitz erneut an einer Aufgabe mit einem Ansatz, bin mir aber wieder unsicher, ob das auch der richtige Weg ist...Wollte daher euch um Hilfe bitten!
Es geht um folgendes:
Es soll die Zellspannung eines galvanischen Elements berechnet werden:
1.Halbzelle: [mm] Cu/CuSO_{4} [/mm] (aq,a=1M)
Salzbrücke: NH4NO3
2.Halbzelle: [mm] NaCl(aq,a=1M)/O_{2} [/mm] (g,a=1atm)/Pt
[mm] E°(Cu/Cu^{+2})=0,35V [/mm] , [mm] E°(OH^{-},O_{2})=0,4V
[/mm]
Folgendes habe ich mir überlegt:
Aufstellung der Nernstgleichung=> E= E° + (0,059/z)lg(c)
Nun weiß ich, dass in der 1.Halbzelle sich folgendes abspielt:
Cu --> [mm] Cu^{+2} [/mm] + 2e
Damit könnte ich folgende Gleichung aufstellen:
E= 0,35V + (0,059/2)lg(1)
E= 0,35V
Bei der zweiten Halbzelle versteh ich nicht so ganz, was sich da abspielt... Anhand der gegebenen Werte schließe ich heraus, dass das Platin so edel ist, dass das Hydroxidion sein Elektron abgibt, sodass Sauerstoff enstehen kann...
Ich habe eher dara gedacht, dass die Cl-Ionen ihr Elektron abgeben und dann elementares [mm] Cl_{2} [/mm] freigesetzt wird...
Hab ich darin einen Denkfehler?
Trotz dieser Verwirrung würde ich die Nernstgleichung auch hierfür wieder anwenden..Da auch hier die Konzentration 1 ist verschwindet der hintere Teil..sodass mir noch die 0,4V übrig bleiben.
Die beiden errechneten Werte würde ich voneinander abziehen. Am Ende käme ich auf eine Spannung von 0,05 V.
Kann das so richtig sein?
LG zitrone
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Hallo zitrone,
neben meinem Laptop liegt eine schulische Formelsammlung.
Darin stehen u. a. folgende Redoxgleichungen:
$ [mm] 4OH^{-}_{(l)}\;\rightleftharpoons\; O_{2(g)}+2H_2O_{(l)}+4e^{-} [/mm] $ für pH=14 ist [mm] $E^o=+0,4\;V$
[/mm]
und
[mm] $4OH^{-}_{(l)}\;\rightleftharpoons\; O_{2(g)}+2H_2O_{(l)}+4e^{-}$ [/mm] für pH=7 ist [mm] $E^o=+0,82\;V$
[/mm]
LG, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:17 Mi 19.06.2013 | | Autor: | zitrone |
Hallo Martinius,
ich kann mit deiner Hilfe leider grad nichts anfangen...
Ist meine Überlegung falsch?
LG zitrone
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Hallo zitrone,
Du hattest geschrieben:
Es geht um folgendes:
Es soll die Zellspannung eines galvanischen Elements berechnet werden:
1.Halbzelle: $ [mm] Cu/CuSO_{4} [/mm] $ (aq,a=1M)
Salzbrücke: NH4NO3
2.Halbzelle: $ [mm] NaCl(aq,a=1M)/O_{2} [/mm] $ (g,a=1atm)/Pt
$ [mm] E°(Cu/Cu^{+2})=0,35V [/mm] $ , $ [mm] E°(OH^{-},O_{2})=0,4V [/mm] $
In Deiner 2. Halbzelle, in der Sauerstoffgas-Elektrode - welchen pH hat da die wässrige Lösung?
LG, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:46 Mi 19.06.2013 | | Autor: | zitrone |
Guten Abend,
> Hallo zitrone,
>
> Du hattest geschrieben:
>
> Es geht um folgendes:
> Es soll die Zellspannung eines galvanischen Elements
> berechnet werden:
> 1.Halbzelle: [mm]Cu/CuSO_{4}[/mm] (aq,a=1M)
> Salzbrücke: NH4NO3
> 2.Halbzelle: [mm]NaCl(aq,a=1M)/O_{2}[/mm] (g,a=1atm)/Pt
> [mm]E°(Cu/Cu^{+2})=0,35V[/mm] , [mm]E°(OH^{-},O_{2})=0,4V[/mm]
>
> In Deiner 2. Halbzelle, in der Sauerstoffgas-Elektrode -
> welchen pH hat da die wässrige Lösung?
>
> LG, Martinius
Also in der Aufgabenstellung stand nichts dazu..anhand deiner Werte ist das Ganze im stark alkalischen Bereich..
Mir wird aber nicht ganz klar, was das nun an meinen Ergebnissen ändern könnte...
LG zitrone
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Hallo zitrone,
in deinem Text steht doch, dass das wässrige Medium Deiner Gaselektrode aus 1M-NaCl-Lösung besteht.
Da Natriumchlorid nun weder Säure noch Base ist, würde ich einmal davon ausgehen, dass der pH nahe bei 7 liegt.
Wie siehst Du das?
Lg, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:13 Mi 19.06.2013 | | Autor: | zitrone |
> Hallo zitrone,
>
> in deinem Text steht doch, dass das wässrige Medium Deiner
> Gaselektrode aus 1M-NaCl-Lösung besteht.
>
> Da Natriumchlorid nun weder Säure noch Base ist, würde
> ich einmal davon ausgehen, dass der pH nahe bei 7 liegt.
>
> Wie siehst Du das?
>
> Lg, Martinius
Ok, jetzt versteh ich was du meinst..das ist ja iwie unlogisch.
An sich steht da, dass NaCl vorhanden ist und O2 ausgeschieden wird..anhand deiner Rktgleichungen brauchn wir aber ein basisches Medium, damit diese Rkt ablaufen kann...
Also passt der Wert schon wieder...
Ich kann mir da grad keinen Reim dazu machen... Ich würd ja schon fast sagen, dass die Konzentration an NaCl nicht beachtet werden muss...
LG zitrone
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Hallo zitrone,
> > Hallo zitrone,
> >
> > in deinem Text steht doch, dass das wässrige Medium Deiner
> > Gaselektrode aus 1M-NaCl-Lösung besteht.
> >
> > Da Natriumchlorid nun weder Säure noch Base ist, würde
> > ich einmal davon ausgehen, dass der pH nahe bei 7 liegt.
> >
> > Wie siehst Du das?
> >
> > Lg, Martinius
>
>
> Ok, jetzt versteh ich was du meinst..das ist ja iwie
> unlogisch.
> An sich steht da, dass NaCl vorhanden ist und O2
> ausgeschieden wird..
[mm] O_2 [/mm] wird nicht ausgeschieden, sondern an der platinierten Platinelektrode adsorbiert.
Ich nehme an, Du & Deine Mitschüler, Ihr hattet im Oberstufenunterricht Chemie keine Gaselektroden behandelt?
anhand deiner Rktgleichungen brauchn
> wir aber ein basisches Medium, damit diese Rkt ablaufen
> kann...
Brauchen wir nicht. Die Reaktion läuft sowohl bei pH=7 ab, als auch bei pH=14.
Nur mit jeweils unterschiedlichen Normalpotentialen - wie oben von mir aufgeschrieben.
> Also passt der Wert schon wieder...
> Ich kann mir da grad keinen Reim dazu machen... Ich würd
> ja schon fast sagen, dass die Konzentration an NaCl nicht
> beachtet werden muss...
NaCl ist das Salz einer starken Säure (Salzsäure) und einer starken Base (Natronlauge). Daher ist es kein Puffer und der pH liegt nahe bei pH=7.
>
> LG zitrone
>
LG, Martinius
P.S. Hattest Du einen Grundkurs Chemie (3-stündig oder 2-stündig) in der Oberstufe? Musst nicht antworten - geht mich ja nichts an.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:36 Do 20.06.2013 | | Autor: | zitrone |
Hallo Martinius,
ok jetzt begreif ich das erst,wieso der ph Wert so wichtig ist...ich betrachte bei der Nernstgleichung nämlich die Redoxreaktion vom OH- und vom Sauerstoff...Der pH gibt mir Auskunft über die Konzentration vom OH-. Da wir bei 0,4V einen pH von 14 haben, wuerde ich erst sagen, die Konz.sei 10^-14) M. Da aber NaCl ein Salz einer starken Säure und einer starken Base ist,muesste der pH Wert bei 7 liegen. Frage dazu: Wenn wir dadurch einen pH wert von 14 haben,dann kann doch die 0,4V nicht mehr stimmen...? Wieso geht das trotzdem?
Nochmal zur Rechnung:
Bei der 2 Halbzelle muesste doch jetzt folgendes stehen:
E=0,4V+ (0,059/4)*lg(O2/10^(-7))
das O2 ist gasförmig,daher kommt das raus und am Ende muesste dort stehen:
E=0,4V+ (0,059/4)*lg(10^(-7))
so nun richtig?
LG zitrone
p.s.: Ich hatte sogar den Leistungskurs.(5Std)...Elektrochemie hatte ich nur mal in der 9...Intensiv nicht behandelt,fast nichts konnte ich zurueckrufen.Muss mir quasi dieses Themengebiet selber beibringen...
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Hallo zitrone,
> Hallo Martinius,
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> ok jetzt begreif ich das erst,wieso der ph Wert so wichtig
> ist...ich betrachte bei der Nernstgleichung nämlich die
> Redoxreaktion vom OH- und vom Sauerstoff...
Ja.
>Der pH gibt mir
> Auskunft über die Konzentration vom OH-.
Ja.
>Da wir bei 0,4V
> einen pH von 14 haben,
Umgekehrt richtig. Aber nicht relevant für die Aufgabe.
>wuerde ich erst sagen, die Konz.sei
> 10^-14) M.
Nein.
Bitte zuerst über den pH in der Halbzelle (Gaselektrode) nachdenken. Danach folgt daraus das Normalpotential.
Da aber NaCl ein Salz einer starken Säure und
> einer starken Base ist,muesste der pH Wert bei 7 liegen.
Davon gehe ich aus.
> Frage dazu: Wenn wir dadurch einen pH wert von 14
> haben,dann kann doch die 0,4V nicht mehr stimmen...?
Aus pH=14 folgt: [mm] E^o\;=\;0,4\;V.
[/mm]
>Wieso
> geht das trotzdem?
Tut es nicht.
>
> Nochmal zur Rechnung:
> Bei der 2 Halbzelle muesste doch jetzt folgendes stehen:
> E=0,4V+ (0,059/4)*lg(O2/10^(-7))
Bitte noch einmal nachdenken.
> das O2 ist gasförmig,daher kommt das raus und am Ende
> muesste dort stehen:
> E=0,4V+ (0,059/4)*lg(10^(-7))
> so nun richtig?
Leider nicht.
>
> LG zitrone
>
> p.s.: Ich hatte sogar den
> Leistungskurs.(5Std)...Elektrochemie hatte ich nur mal in
> der 9...Intensiv nicht behandelt,fast nichts konnte ich
> zurueckrufen.Muss mir quasi dieses Themengebiet selber
> beibringen...
Schön. In den wenigen Semestern, die ich an der Hochschule war, hatte dort ich nie etwas über Gaselektroden gehört. Das letzte mal war das in meiner Abi-Klausur in Chemie (LK, 5-stündig) 1986 der Fall.
Vielleicht solltest Du erst einmal ein bischen im Internet lesen (google: "Normalwasserstoffelektrode" oder "NHE").
Z.B.: ![[]](/images/popup.gif) http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffelektrode
1.-Semestern empfehle ich sonst oft den "Charles Mortimer" oder den "Arnold Arni" - weiss jetzt aber auf Anhieb nicht, ob da die NHE behandelt wird. (Du könntest in die Hochschulbibliothek gehen und Dich umschauen.)
LG, Martinius
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:51 Sa 22.06.2013 | | Autor: | zitrone |
Hallo Martinius!
Vielen Dank für die Hilfe!^^
LG zitrone
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