Allgemeine Chemie
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Alt 17.12.2006, 22:11   #1   Druckbare Version zeigen
connemara  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 42
Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

Hallo,

ich habe da drei Potentiometrieaufgaben, bei denen ich echt mittlerweile verzweifle.
Einen Ansatz finde ich, aber dann komme ich bei der Rechnung nicht richtig weiter, bzw. scheitere auch am Auflösen dieses Nernst’schen Logarhytmenterms….

1) Auf welchen pH-Wert muß eine Lösung aus Chrom(III)chlorid (c=1.53*10-2 mol/L) und Kaliumdichromat (c=6,88*10-3 mol/L) eingestellt werden, so daß eine darin eingetauchte Platinelektrode ein Potential von 800mV gegen die Normalwasserstoffelektrode aufweist?

Mein Ansatz :

Cr3+ + 21 H2O zu Cr2O72- + 14 H3O+ + 6e-

DE=E(Kathode) – E(Anode)

Anode = SWE

0.8V = 1.33V + 0.059V/6 + lg c(Cr2O72-) * c14 (H3O+) / c(Cr3+)2 – 0V + 0.059V/2 * lg c(H3O+)2

So und dann scheitert es, weil ich, egal wie herum ich rechne, immer noch ein “ lg c(H3O+)2 „ überhabe und auf einen pH-Wert von -1 komme.

2) Silberionen bilden einen Komplex mit Ammoniakmolekülen

Ag+ + 2 NH3 zu [Ag(NH3)2]+
Eine Lösung, die den Komplex in der Stoffmengenkonzentration von c ([Ag(NH3)2]+) = 0,041 mol/L und den Liganden mit einer solchen von c (NH3) = 0.0115 mol/l enthält, zeigt eine Spannung von 0,529V gegen die Normalwasserstoffelektrode.
Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante der Komplexbildung.

Mein Ansatz :

DE=E(Kathode) – E(Anode)
Kb = c [Ag(NH3)2]+ / c (NH3)2 * c (Ag+)

DE = Eo (Ag/Ag+) + 0.059V/1 * lg Kb – 0V + 0.059V * lg 1/ c (NH3)2

mit Eo Silber = 1.33V bekomme ich einen Wert für Kb von 1.51 * 10-10 raus. Das erscheint mir aber sehr niedrig, weil der Diamminsilberkomplex doch stabil ist…..Wo ist mein Denkfehler?

3) Eine Kalomel-Elektrode ist eine Halbzelle mit dem Redoxpaar Hg22+/Hg. Als Elektrolyt verwendet man KCl-Lösung, die mit Hg2Cl2 gesättigt ist.

Gegeben c(KCl) = 0,1mol/L Eo = 0,79V
KL (Hg2Cl2)= 1*10-18 (mol/L)3

Berechnen Sie das Elektrodenpotential der Halbzelle.


Mein Ansatz : KL (Hg2Cl2)= c(Hg22+) * c2(Cl-)
c(Hg22+)= KL (Hg2Cl2)/ c2(Cl-)

E = Eo + 0.059V/z *lg KL / c2(Cl-) = 0.318V

Ist der Ansatz so richtig, oder habe ich mich bei den Angaben des Löslichkeitsproduktes vertan? Auch hier erscheint mir das Ergebnis von 0.318V sehr niedrig.



Danke für eure Hilfe.
connemara ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.12.2006, 15:39   #2   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

3. Kalomelelektrode:

Zitat:
Gegeben c(KCl) = 0,1mol/L Eo = 0,79V
KL (Hg2Cl2)= 1*10-18 (mol/L)3

Berechnen Sie das Elektrodenpotential der Halbzelle.

Mein Ansatz : KL (Hg2Cl2)= c(Hg22+) * c2(Cl-)
c(Hg22+)= KL (Hg2Cl2)/ c2(Cl-)

E = Eo + 0.059V/z *lg KL / c2(Cl-) = 0.318V

Ist der Ansatz so richtig, oder habe ich mich bei den Angaben des Löslichkeitsproduktes vertan? Auch hier erscheint mir das Ergebnis von 0.318V sehr niedrig.
Der Ansatz ist schon richtig. Wenn man jetzt Zahlen einsetzt wird
E = + 0,269 V bei [Cl-] = 1,0 mol/L bzw.
E = + 0,237 V für [Cl-] = 3,5 mol/L, was auch ein vernünftiges Ergebnis ist.

E = +0,79 V + 0,059/2 V * log (10-18/[Cl-]2)

miez.
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Alt 18.12.2006, 16:14   #3   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

Zitat:
1) Auf welchen pH-Wert muß eine Lösung aus Chrom(III)chlorid (c=1.53*10-2 mol/L) und Kaliumdichromat (c=6,88*10-3 mol/L) eingestellt werden, so daß eine darin eingetauchte Platinelektrode ein Potential von 800mV gegen die Normalwasserstoffelektrode aufweist?
1. Potentialbildender Vorgang: Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- --> 2 Cr3+ + 7 H2O

2. Nernst-Gleichung

E(CrVI/III) = Eo + RT/zF * log K

+0,80 = 1,33 + 0,059/6 * log ([Cr2O72-]*[H+]14) /[Cr3+]2)

+0,80 = 1,33 + 0,059/6 * log ([Cr2O72-]/[Cr3+]2) + 0,059/6*14 * log [H+]

+0,80 = 1,33 + 0,059/6 * log ([Cr2O72-]/[Cr3+]2) - 0,1377 * pH

+0,80 = 1,33 + 0,059/6 * log (6,8*10-3/(1,53*10-2)2) - 0,1377 * pH

+0,80 = 1,33 + 0,059/6 * log (6,8*10-3/(1,53*10-2)2) - 0,1377 * pH

+0,80 = 1,33 + 0,0144 - 0,1377 pH

pH = 3,95

(ohne Gewähr! bitte nachrechnen!)

miez.
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Alt 18.12.2006, 16:52   #4   Druckbare Version zeigen
connemara  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 42
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

Zitat:
Zitat von miez Beitrag anzeigen
3. Kalomelelektrode:



Der Ansatz ist schon richtig. Wenn man jetzt Zahlen einsetzt wird
E = + 0,269 V bei [Cl-] = 1,0 mol/L bzw.
E = + 0,237 V für [Cl-] = 3,5 mol/L, was auch ein vernünftiges Ergebnis ist.

E = +0,79 V + 0,059/2 V * log (10-18/[Cl-]2)

miez.

Hallo Miez, danke für Deine Hilfe!!
Die Aufgabe drei habe ich nachgerechnet und endlich auch verstanden!! Jiiipiiieehhhh. Aber welche Redoxpaare stehen für Eo= 0,269V und Eo=0,237V ? Und warum setzt Du einmal 1,0mol/L und ein weiteres mal 3,5 mol/L ein? Bitte erkläre es mir, ich kriege echt nen Tilt (irgendwann fange ich nämlich das "Denken im Kreis" an, und komme gar nicht weiter).
connemara ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 18.12.2006, 17:05   #5   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

Die Nernst-Gleichung lautet:
E = +0,79 V + 0,059/2 V * log (10-18/[Cl-]2), d.h. die Chloridkonzentration geht in die Potentialberechnung mit ein.

Zitat:
Aber welche Redoxpaare stehen für Eo= 0,269V und Eo=0,237V ? Und warum setzt Du einmal 1,0 mol/L und ein weiteres mal 3,5 mol/L ein?
Weil ich das:
Zitat:
Gegeben c(KCl) = 0,1mol/L
übersehen habe und Kalomelelektroden oft mit KCl = 1,0 mol/L, 3,0 mol/L, 3,5 mol/L oder gesättigter KCl-Lösung betrieben werden.

Also sollte es richtigerweise heissen:
E = +0,79 V + 0,059/2 V * log (10-18/0,12) = + 0,318 V, d.h. dein Ergebnis war richtig.

miez.
miez ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.12.2006, 17:16   #6   Druckbare Version zeigen
connemara  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 42
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

Danke Miez,

Mensch, dann bin ich (zumindest bei Aufgabe 3) nicht so blöd, wie ich dachte.
*hust und rotwerd* hast du evtl. auch Zeit, über Aufgabe 2 zu gucken? Bitte?
connemara ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.12.2006, 18:08   #7   Druckbare Version zeigen
miez Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.034
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

2) Silberionen bilden einen Komplex mit Ammoniakmolekülen

Kb = [Ag(NH3)2]+ / ([NH3]2 * [Ag+])

c ([Ag(NH3)2]+) = 0,041 mol/L und c (NH3) = 0,0115 mol/l

Es fehlt also c(Ag+) für die Berechnung von Kb, die sich aus dem Potential berechnen lassen müsste.
Eo(Ag/Ag+) = + 0,800 V (warum 1,33 V?)
=> Ag+ sollte sich im Bereich von 10-5 bewegen, was eine Komplexbildungskonstante von ca. 107 ergibt.

miez.
miez ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 20.12.2006, 16:34   #8   Druckbare Version zeigen
connemara  
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Themenersteller
Beiträge: 42
AW: Potentiometrie - Nernst'sche Gleichung anwenden

Zitat:
Zitat von miez Beitrag anzeigen
Eo(Ag/Ag+) = + 0,800 V (warum 1,33 V?)
miez.
Hehe, weil ich mich dermaßen in die Aufgabe mit dem Chromat/Dichromat verbissen habe, daß ich immer und überall nur Eo von 1,33V gesehen habe.

Danke Miez, du hast mir richtig weitergeholfen.
connemara ist offline   Mit Zitat antworten
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