Allgemeine Chemie
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Alt 09.09.2006, 15:39   #1   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
Frage Frost Diagramm Denkfehler?

Hallo!

Ich versuche gerade zu verstehen wie man mit Frost Diagrammen ermitteln kann, ob eine Komproportionierung bzw. Disproportionierung stattfindet oder nicht.
Im Binnewies habe ich das "einfache" Beispiel mit Kupferionen gefunden. Die z*E Werte sind die folgenden: Cu(0)=0, Cu(I)=0,52, Cu(II)=0,68. Grafisch liegt der Punkt von Cu(I) dann oberhalb der Verbindungslinie zwischen Cu(0) und Cu(II), Cu(I) hat also einen höheren z*E-Wert als der Mittelwert von Cu(0) und Cu(II). Nach der Formel für die freie Bildungsenthalpie delta G=-z*F*E würde das bedeuten, dass Cu(I) den kleineren delta G Wert hat als der Mittelwert von Cu(0)/Cu(II). Ein kleinerer delta G Wert bedeutet doch aber eigentlich ein stabileres Teilchen. Somit müsste Cu(I) stabiler sein und Cu(0) und Cu(II) müssten zu Cu(I) komproportionieren. Das ist ja aber definitiv Quatsch. Kann mir jemand sagen wo mein Denkfehler liegt?

Wäre super wenn ihr mir helfen könntet!
Vielen Dank schonmal!
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.09.2006, 18:21   #2   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.171
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Willkommen hier!

Leider kann ich Dir nicht helfen, da ich mich mit sowas nicht befasst habe.

Aber kennst Du die Forumssuche?

http://www.chemieonline.de/forum/search.php liefert http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=36074&highlight=Frost+Diagramm

Hilft das?
bm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.09.2006, 23:43   #3   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Das Thema hatte ich über google schon gefunden, hat mich aber leider nicht weiter gebracht. Wusste nur nicht wie ich das irgendwie verlinken kann.
Gibt es vielleicht irgendjemand der sich mit diesen Diagrammen auskennt? Wäre sehr dankbar über Hilfe da ich leider auch im HoWi, Riedel und Jander Blasius nichts finden kann.
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 09:26   #4   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Hallo!

Vielen Dank für die Antwort! Aber leider versteh ich's immer noch nicht. Der Mittelwert von Cu(0) und Cu(II) verhält sich zu einem Cu(I) doch genauso wie die Summe aus Cu(0)+Cu(II) zu 2*Cu(I). Wenn ich ihre Gleichung 2 Cu(I)--> Cu(0) + Cu(II) nehme und Zahlenwerte einsetze komme ich auf folgendes:
Die freie Bildungsenthalpie der Edukte ist -2*0,52*F, die der Produkte (-1*0*F)+(-1*0,68*F). Wenn ich dann die freie Reaktionsenthalpie, also Produkte-Edukte berechne ergibt das -0,68*F-(-1,04*F)=+0,36*F also wieder positiv, da F=96485 C/mol. Eine positive freie Reaktionenthalpie bedeutet doch aber eine endergonisch also nicht ablaufende Reaktion. Irgendwo muss ich da einen Fehler machen, ich finde ihn nur leider nicht. Die einzige Idee die ich noch hätte wäre wenn F nicht positiv sondern negativ also F=-96485C/mol wäre. Das wäre zwar irgendwie logisch da F die Ladung von einem Mol Elektronen sein soll und die ja negativ geladen sind aber egal wo ich nachlese (sogar Wikipedia) steht für F ein positiver Wert...

Viele Grüße!
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 13:43   #5   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Hallo!

Ich hänge wirklich am Vorzeichen. Nach welcher Formel berechnen sie die freie Enthalpie? Im Binnewies steht delta G=-z*E*F wenn ich hier für z*E den aus dem Diagramm entnommenen Wert einsetze (also +0,52V für Cu(I) bzw. +0,68V für Cu(II)) komme ich auf -50 bzw. -65kJ/mol. Ist die Grundformel schon falsch? Müsste sie delta G=+z*E*F lauten?
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 14:23   #6   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Cu2+ + 2e -> Cuo (I) Eo= +0,34 V -> dG = -65 kJ/mol
Cu+ + e -> Cuo (II) Eo = +0,52 V -> dG = -50 kJ/mol

(2xII)-(I) ergibt:

2 Cu+ -> Cu2+ + Cuo

-> (-2*50 kJ/mol) - (-65 kJ/mol) = - 35 kJ/mol;

-------------------------------------------------------------

Cuo -> Cu2+ + 2e (I) Eo= -0,34 V -> dG = +65 kJ/mol
Cuo -> Cu+ + e (II) Eo = -0,52 V -> dG = +50 kJ/mol

(I)-(2*II) ergibt wieder
2 Cu+ -> Cu2+ + Cuo

-> dG = (+65 kJ/mol) - (2*50 kJ/mol) = - 35 kJ/mol


Beide Wege sind gleichwertig.

Miez.
miez ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 14:39   #7   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Hallo Miez!

Nach welcher Formel berechnest du dG? Meine Formel für die freie Bildungsenthalpie lautet dG=-z*E*F. "Bildung" bedeutet doch dass ich als Edukt das Element also Cu(0) habe, das wären deine ersten beiden Reaktionen rückwärts, dann muss ich auch die freien Enthalpien mit -1 multiplizieren, gibt dann +50 bzw. +65 kJ/mol und das unterscheidet sich genau um den Faktor -1 von dem Ergebnis meiner Formel. Wenn ich für Cu(I) für z*E=0,68 einsetze und das mit -F multipliziere kommt -65kj/mol raus, statt den +65 die du raus hast. Es hängt alles an diesem Vorzeichen...

Viele Grüße!
Steffi
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 14:47   #8   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

dG = -z*F*E und -35 kJ/mol heisst, dass die Disproportionierung
2 Cu+ -> Cu2+ + Cuo
thermodynamisch günstig ist, die Reaktion also nach rechts verläuft.
Edukt = Cu+, Produkte sind Cuo und Cu2+.

Miez.
miez ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 11.09.2006, 14:57   #9   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Mein Problem ist, dass ich für Cu(0)--> Cu(II) + 2e dG=-65kJ/mol raus bekomme und nicht +65 kJ/mol und deswegen dann auch meine Gesamtenthalpie positiv statt negativ wird.

Welche Werte setzt du in die Gleichung dG=-z*F*E für die Reaktion Cu(0)--> Cu(II) + 2e für z und E ein damit du auf +65kJ/mol kommst?
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 15:10   #10   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Steht doch schon alles da:

Cuo -> Cu2+ + 2e (I) Eo= -0,34 V -> dG = +65 kJ/mol

dG = -zFE = -(2*(-0,34 V)*96485 C/mol*10-3) = +65 kJ/mol

In meiner ersten Variante wird die Reaktion umgedreht:
Für Cu2+ + 2e -> Cuo wird +0,34 V eingesetzt (so wird's auch im Frost-Diagramm eingezeichnet) und es kommt -65 kJ/mol raus.

Miez.
miez ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 15:35   #11   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Jetzt verstehe ich wo mein Problem liegt. Du sagst im Frost Diagramm wird z*E von Cu(II) + 2e --> Cu(0) gegen die Oxidationszahl aufgetragen. Im Binnewies steht aber, dass die freie Bildungsenthalpie eines Ions (bzw. der Einfachheit halber z*E)aufgetragen wird und Bildungsenthalpie bezieht sich doch auf die Umkehrreaktion, also auf Cu(0) --> Cu(II) + 2e. Das erklärt dann warum bei mir alle Vorzeichen verdreht sind.
Das was im Binnewies steht ist dann Quatsch, da man nicht die freie Bildungsenthalpie der Ionen sondern die freie Enthalpie der Bildung des Elements aus den Ionen aufträgt. Kann man das so sagen?

Geändert von Steffi20984 (11.09.2006 um 15:44 Uhr)
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 15:46   #12   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Ich tu' mich immer schwer mit schnellen Behauptungen wie 'da steht Quatsch' drin. Dazu müsste ich erst 'mal den Text im Binnewies genau lesen, evtl. ist die Formulierung missverständlich.

Miez.
miez ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.09.2006, 15:49   #13   Druckbare Version zeigen
Steffi20984 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 8
AW: Frost Diagramm Denkfehler?

Alles klar, entweder steht's da falsch oder ich hab's falsch verstanden, jedenfalls kapier ich jetzt wie's funktioniert :-)

Vielen, vielen Dank!
Steffi20984 ist offline   Mit Zitat antworten
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