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Alt 09.05.2005, 13:45   #1   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 953
nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

hallo!
wir haben heute einen chemie test geschrieben mit einer aufgabe dir meiner meinung nach nicht lösbar ist:
man hat eine Cr3+/Cr2O7 2- halbzelle. der pH wert und die standartspannung (E°). außerdem ist c(Cr3+)=c(Cr2O7 2-)
man soll die spannung der halbzelle ausrechnen.

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(Cr2O7 2-)*c(H3O+)^11)/(c(Cr3+)^2]

so das is jetzt die normale nernst gleichung, aufpassen auf das quadrat im nenner bei der der konzerntration der Cr3+ ionen, das kommt von der redoxgleichung.

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(Cr3+)*c(H3O+)^11)/(c(Cr3+)^2]

so jetzt kann man einmal c(Cr3+) rauskürzen, dan erhält man:

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(H3O+)^11)/(c(Cr3+)]

dan kann man E° und c(H3O+) aus dem ph wert einsetzen und dan is für mich aber schluss. stehen bleibt eine gleichung mit 2 unbekannten: c(H3O+) im nenner und E ganz vorne.
habe ich irgendwelche zusammenhänge übersehen, die gleichung falsch verwendet oder sonst was falsch gemacht? könnt ihr diese aufgabe mit diesen angaben lösen.
wie gesagt, dass war grad heute in einem wichtigen test dran, deswegen würde ich mich über eure hilfe freuen!
vielen dank, mfg jojo
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Alt 09.05.2005, 16:15   #2   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von noob
E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(H3O+)^11)/(c(Cr3+)]

dan kann man E° und c(H3O+) aus dem ph wert einsetzen und dan is für mich aber schluss. stehen bleibt eine gleichung mit 2 unbekannten: c(H3O+) im nenner und E ganz vorne.
Ähm, möglich dass ich jetzt Tomaten auf den Augen habe, aber wo steht c(H3O+) im Nenner. Ausserdem sagst du ja selbst, dass du c(H3O+) vom gegebenen pH her ja kennst, also einsetzen und E ("ganz vorne") ausrechnen...Ich seh nicht, dass diese H+ Konzentration oder E unbekannt sein sollten ?!

lg

EDIT meintest du die Cr(III) Konzentration im Nenner ? Die ist in der Tat unbekannt, und solange du die Konzentration der Chrom-Bichromat Lösung nicht kennst, kannst du nix rechnen. Das Potential hängt ja auch von der Konzentration ab. Möglich dass jemand die Aufgabe gestellt hat ohne an dieses Quadrat zu denken....Wenn die Konzentrationen der oxidierten und der reduzierten Form mit gleichen Potenzen im log Term erscheinen (wie z.B. beim Fe(III)-Fe(II) Redoxpaar, dann wird der log Term einfach 0 und das Potential ist E=E°. Aber hier geht das imho nicht.

lg

Geändert von ricinus (09.05.2005 um 16:20 Uhr)
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Alt 09.05.2005, 16:31   #3   Druckbare Version zeigen
nimets Männlich
Mitglied
Beiträge: 69
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Wie hoch ist der pH-Wert denn? pH << 7?

Kann es vielleicht sein, dass Dein Lehrer an das CrO42-/Cr3+ Gleichgewicht gedacht hat.
Dichromat entsteht ja erst im sauren.

Nur eine Vermutung.


EDIT: Wenn ich so drüber nachdenke, die Angaben waren ja auf Dichromat bezogen. Dann ist meine Idee wahrscheinlich nicht richtig.
nimets ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 18:33   #4   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 953
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

sorry, das hab ich am ende falsch geschrieben, ich meine natürlich die konzentration an chrom3+ ionen im nenner.
ich glaube, dass der pH wert so bei 0-1 war.
@nimets: du hast gemeint, dass H3o+ ionen erst durch das gleichgewicht mit dem Chrom3+/Dichromat entstehen, hab ich dich da richtig verstanden? theoretisch möglich, aber dafür wäre pH=0-1 ein bischen sehr sauer oder? außerdem denke ich, dass der lehrer dan in der ex die gleichgewichtskonstante gegeben hätte.

ich hab jetzt mal andere mitschüler gefragt, die haben es folgendermassen gerechnet und sind zum erwarteten ergebniss gekommen. die haben ganz einfach alles was mit Cr3+ und Cr2O7 2- drinn gestanden ist rausgehaut. das ganze hat dan so ausgesehen:

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(Cr2O7 2-)*c(H3O+)^11)/(c(Cr3+)^2]

--------------------------------------vereinfachen------------->

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(H3O+)^11]

angeblich hat die lehrerin gesagt, wenn das gleich ist muss man das nicht berücksichtigen oder so. mit dieser gleichung sind die dan aufs "richtige" (von der lehrerinn erwartete) ergebniss gekommen.
wenn mir hier mal jemand bestätigt, dass das eine unzulässige vereimfachung ist, wäre ich sehr dankbar!

mfg jojo
noob ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 18:50   #5   Druckbare Version zeigen
Commander_Jinx Männlich
Mitglied
Beiträge: 45
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Die Konzentration/Aktivität von Cr3+ und Cr2+ O7 ist dann wohl in den Bedingungen für E0 genauso groß wie in der Lösung. Somit schließt E0 das Potential der Elektrode (Cr3+ / Cr2+ O7) schon mit ein und E ist nur noch abhängig vom pH-Wert.

E = E0 - 0,059V * pH

Allerdings weiß ich nicht, ob nicht die Aktivitäten von Cr3+ und Cr2+ O7 durch den pH-Wert beeinflußt werden.

Geändert von Commander_Jinx (09.05.2005 um 18:58 Uhr)
Commander_Jinx ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 19:09   #6   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 953
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von Commander_Jinx
Die Konzentration/Aktivität von Cr3+ und Cr2+ O7 ist dann wohl in den Bedingungen für E0 genauso groß wie in der Lösung.

hm diesen satz verstehe ich nicht so ganz! du meinst das sie beide die konzentration 1 mol/l haben? weil das ist ja die berechnungsgrundlage von E°. aber wie kommst du darauf das ich ausgerechnet damit rechnen soll? ich denke schon, dass ich das nur mit den gegeben sachen rechnen soll.
mir wär wichtig, dass mir jemand sagt, dass es mit den sachen die ich oben angegeben hab nicht möglich ist die endspannung zu berechnen, weil dan kann ich mal anfangen mit meiner lehrerinn zu diskutieren!

mfg jojo
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Alt 09.05.2005, 19:10   #7   Druckbare Version zeigen
MTG Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.048
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

naja, wenn du von std. konzentrationen bzw aktivitäten ausgehst, also genau von 1, dann is das quadrat ja völlig egal. aber auch nur dann! alles andere wäre murks und führt zum falschen ergebnis meiner meinung nach!

auf jeden fall scheint mir die aufgabe auf diese weise etwas komisch formuliert...
hast du denn trotzdem volle punktzahl bekommen?
MTG ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 19:18   #8   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von noob
die haben ganz einfach alles was mit Cr3+ und Cr2O7 2- drinn gestanden ist rausgehaut. das ganze hat dan so ausgesehen:

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(Cr2O7 2-)*c(H3O+)^11)/(c(Cr3+)^2]

--------------------------------------vereinfachen------------->

E=E°+(0,059V/6)*lg[ (c(H3O+)^11]

angeblich hat die lehrerin gesagt, wenn das gleich ist muss man das nicht berücksichtigen oder so. mit dieser gleichung sind die dan aufs "richtige" (von der lehrerinn erwartete) ergebniss gekommen.
wenn mir hier mal jemand bestätigt, dass das eine unzulässige vereimfachung ist, wäre ich sehr dankbar!
Ganz einfach : in der Angabe stand, dass die Konzentrationen (oder meinethalben Aktivitäten) gleich sind, nicht dass sie 1 sind. Wenn sie das wären, und [H+] auch noch gleich 1 M ist, dann folgt ja sowieso, dass E=E°. Also kann die Aufgabe so nicht gemeint gewesen sein.

Wenn du nun (wie in der Aufgabe) eine von den Standardbedingungen abweichende H+ Ionenaktivität hast, kann man auch nicht erwarten, dass der Prüfling automatisch annimmt, die anderen Konzentration wären immer noch 1 mol/l. Insofern hätte ich, wenn ich diese Frage gestellt hätte, das dann irgendwie präzisiert.

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 19:26   #9   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 953
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von ricinus
Ganz einfach : in der Angabe stand, dass die Konzentrationen (oder meinethalben Aktivitäten) gleich sind, nicht dass sie 1 sind. Wenn sie das wären, und [H+] auch noch gleich 1 M ist, dann folgt ja sowieso, dass E=E°. Also kann die Aufgabe so nicht gemeint gewesen sein.

Wenn du nun (wie in der Aufgabe) eine von den Standardbedingungen abweichende H+ Ionenaktivität hast, kann man auch nicht erwarten, dass der Prüfling automatisch annimmt, die anderen Konzentration wären immer noch 1 mol/l. Insofern hätte ich, wenn ich diese Frage gestellt hätte, das dann irgendwie präzisiert.

lg

jaaaaaaaaaa genau das mein ich ja, aber das will keiner kapieren! bei c=1 mol/l würde das die gleichnung nicht beeinflussen.
naja ich werd in der nächsten chemie stunde mal schaun was meine lehrerINN dazu sagt, was soll man auch von frauen in der chemie halten!?
danke für eure schnelle hilfe!
mfg jojo
noob ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 09.05.2005, 22:00   #10   Druckbare Version zeigen
MTG Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.048
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

gensu so sieht das aus! die aufgabe ist einfach unpräzise gestellt! war denn überhaupt ein pH-wert gegeben?

typisch lehramtler sage ich nur
MTG ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 22:09   #11   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.861
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von noob
was soll man auch von frauen in der chemie halten!?
Zitat:
Zitat von MTG
typisch lehramtler sage ich nur
Also ich muss doch sehr bitten !
Frauen und Lehramtler sind auch Menschen !

lg
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 23:37   #12   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 953
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

naja nochhab ich den test ned rausbekommen, bin mal gespannt was die lehrerinn uns da für einen lösungsweg angibt.

mal was ganz anderes: wenn man die nernst gleichung hernimmt lässt man die einheiten der konz. ja weg. warum kann man in der physik alle möglichen sch*** einheiten verwenden und am ende kommt irgendwie auch bei den längsten gleichungen die richtige einheit raus, gibts da nen bestimmten grund für oder is des einfach so das man des in der chemie ned machen kann?

mfg jojo
noob ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.05.2005, 23:49   #13   Druckbare Version zeigen
noob Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 953
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von ricinus
Also ich muss doch sehr bitten !
Frauen und Lehramtler sind auch Menschen !

lg

naja aber teilweise bringen die schon krasse sachen! noch ein bsp:
wir sollten auch bei sonem dichromat/chrom3+ halbzelle die spannung angeben. allerdings hat die den pH wert 14 gegeben. das war dan der totale scheiß:

E=E°+0.059V/6*lg[c(H3O+)^11.....

wenn man dan die konz H3O+ einsetzt hat man 10^(11*-14) -> fast null

den logarithmus von dieser zahl kann mit keinem in der schule zu verfügung stehenden taschenrechener berechnen.

aber man kann mal davon ausgehen, dass der logarithmus davon gegen -unednlich geht und damit sieht jeder dass die ganze aufgabe am arsch ist.

unsere lehrerinn ist dan auf die glorreich idee gekommen, dass man den ganze ausdruck im lg einfach weg lässt und in diesem fall einfach E=E°+0.059V/6 rechnet.

sowas is schon komisch, wenn einem ein lehrer so einen schmarrn erzählen will.

mfg jojo
noob ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.05.2005, 10:58   #14   Druckbare Version zeigen
nimets Männlich
Mitglied
Beiträge: 69
AW: nernst-gleichung, unlösbare aufgabe?

Zitat:
Zitat von noob
naja aber teilweise bringen die schon krasse sachen! noch ein bsp:
wir sollten auch bei sonem dichromat/chrom3+ halbzelle die spannung angeben. allerdings hat die den pH wert 14 gegeben. das war dan der totale scheiß:
Das ist genau das, was ich oben gemeint habe. Bei pH 14 wird man kein Dichromat finden.

Deine Lehrerin ist schon komisch.
nimets ist offline   Mit Zitat antworten
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