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Alt 13.06.2008, 15:36   #1   Druckbare Version zeigen
Ahrac Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 1.230
Bleinitrat-NaCl-Zelle

Folgende Aufgabenstellung ist gegeben:

Ein Streifen Blei in einer Bleinitrat-Lösung in einem Becherglas und eine Platin-Elektrode in einer Kochsalz-Lösung bilden eine galvanische Zelle. Um die zweite Elektrode bilden sich Gasblasen aus Chlor. Wir verbinden die beiden Bechergläser über eine Salzbrücke. Welche Elektrode bildet die Kathode, welche die Anode? Wächst die Masse der Blei-Elektrode oder verringert sie sich? Stelle Sie ein e Gleichung für die Gesamt-Zellreaktion auf. Geben Sie die EMK der Zelle unter Standard-Bedingungen an.

Uns wurde generell empfohlen, bei Aufgaben mit dem Thema Elektrochemie systematisch vorzugehen, also erst RG mit E0, dann aus der Reihe schließen, was passiert, dann umformen und berechnen. Also:

Aus der Tabelle für Standard-Reduktions-Potentiale ist zu entnehmen:

Cl2 + 2e- {\rightleftharpoons} 2Cl-
E0 = 1,3595 V

Pb2+ + 2e- {\rightleftharpoons} Pb
E0 = -0,126 V


Die Blei-Rkt hat das negativere Potential, dh Blei hat das größere Bestreben Elektronen abzugeben. Das wiederum bedeutet, dass diese Reaktion an der Anode stattfindet und sich Elektronen von dort zur Kathode begeben.

Folglich muss ich für die Berechnung der EMK die Reaktion umdrehen:

Pb {\rightleftharpoons} Pb2+ + 2e-
-E0 = +0,126 V


Nun gilt die Faustregel: muss bei der EMK-Berechnung das Vorzeichen eines Potentials umgedreht werden, werden die beiden Potentiale addiert.
Daraus folgt:

EMK = E0 (Blei-Halbrkt) + E0 (Chlor-Halbrkt) = 0,126 V + 1,3595 V = 1,4855 V

Berechnen wir zur Kontrolle die Gibbs-Energie:
{\delta}G = -nFE = -2 * F * 1,4855 V = -286 656,935 CV/mol = -287 kJ/mol

Daraus ergibt sich, dass diese Reaktion freiwillig abläuft. Somit handelt es sich um ein galvanisches Element.

ABER:
In der Aufgabenstellung steht, es entsteht Chlor. Danach müsste genau das Gegenteil passieren, dh Cl- müsste oxidiert und Pb2+ reduziert werden. Allerdings müsste man doch dafür eine Spannung anlegen bzw die Reaktion erzwingen, denn wenn ich die Reaktionsgleichungen betrachte, werden nur Elektronen verbraucht, aber keine hinzu gegeben. Zudem würde Gibbs sagen, dass die Rkt nicht freiwillig ablaufen kann.

Drei Möglichkeiten also:
a) Aufgabenstellung bzw Informationen in der Aufgabe falsch
b) Ich habe es falsch verstanden
c) Ich habe mich verrechnet

Man möge mir doch bitte helfen.
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Alt 14.06.2008, 09:30   #2   Druckbare Version zeigen
Ahrac Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1.230
AW: Bleinitrat-NaCl-Zelle

Danke für die Bestätigung!
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