Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 09.08.2017, 13:38   #1   Druckbare Version zeigen
Thalia2011 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 6
Frage Elektrochemie

Hallo,
ich habe hier ein Übungsblatt zu dem mir die Lösungen fehlen und bräuchte dringend Hilfe. Teilweise habe ich schon gerechnet, teilweise komme ihc nicht einmal auf den Ansatz:

Aufgabe 1:

Spannung E des Danniell-Elements bei verschiedenen Aktivitäten (den Konzentrationen gleichgesetzt) berechnen:
1) Aktivität: Cu [mol/L]=1 Zn [mol/L]=1
deltaE= E0 + 0,059V/2 +log([Ox]/[Red])
da komme ich daann auf 1,1 V
2) Aktivität Cu [mol/L]=0,001 Zn [mol/L]=1
da komme ich auf 1,1885V
Stimmt das soweit? Die nächste Frage ist dann welcher Pol jeweils positiv und welcher negativ ist mit den Angaben deltaBG(Cu)=+65,49kJ/mol und deltaBG(Zn)=-147,06kJ/mol.
Ich weiß dass bei der galvanischen Zelle die Anode (Oxidation) negativ ist und die Kathode (Reduktion) positiv und bei der Elektrolyse umgekehrt, aber wie weiß ich jetzt ob eine Elektrolyse stattfindet oder ob das ein galvanisches Element ist.

Aufgabe 2: (da bin ich komplett aufgeschmissen und finde nicht einmal einen Ansatz, vielleicht kann mir da jemand auf die Sprünge helfen)

Hg2Cl2 + 2e- -> sHg + 2Cl-
a) Um als Referenzelektrode zu dienen, müssen diese Elektroden zunächst gegen die SHE geeicht werden. Berechnen Sie die Spannung E eines elektrochemischen Elements aus der Kalomelelektrode und der SHE bei T=298 K.
b) Welcher Pol ist positiv, welcher negativ? Angaben: deltaBG(Hg2Cl2)=-210,75kJ/mol , deltaBG(Cl-)=-131,23kJ/mol , Cl- Aktivität von 4,61 mol/L.

Wäre super wenn mir da irgendjemand helfen könnte, ich weiß es ist bisschen viel aber mir fehlen wie gesagt die Lösungen und da mein Handy zur Zeit den Geist aufgegeben hat, kann ich nichtmal jemanden auf der Uni fragen...

Liebe Grüße,
Thalia2011
Thalia2011 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.08.2017, 07:51   #2   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 479
AW: Elektrochemie

Hi Thalia2011,

Zu 1: Deine Berechnung ist richtig. Die Polarität der galvanischen Zelle auch. Nur bei der Elektrolyse ist sie nicht umgekehrt. Allein die Richtung des Stromflusses entscheidet, ob Du Strom "ziehst" (extern durch einen Widerstand fließen lässt) oder "drückst" (aus externer Quelle fließen lässt). Im einen Fall wandelst Du chemische Energie in elektrische und Wärmeenergie um, im anderen Fall elektrische in chemische Energie und Wärmeenergie.

Zu 2a: Um das Potential der Kalomelelektrode zu berechnen brauchst Du das Löslichkeitsprodukt des Kalomel. Das entnimmst Du der Tabelle. Die Konzentraton der Elektrolytlösung bestimmt das Potential.

Zu 2b:"Ich weiß dass bei der galvanischen Zelle die Anode (Oxidation) negativ ist und die Kathode (Reduktion) positiv" (Bei vernünftigen Chloridkonzentratione reduziert der Wasserstoff das Kalomel.)

Freundliche Grüße und Deinem mobile phone gute Besserung.
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.08.2017, 11:54   #3   Druckbare Version zeigen
Thalia2011 weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 6
AW: Elektrochemie

Danke schonmal für deine Antwort.

Aber die 2a verstehe ich leider immernoch nicht.
Löslichkeitsprodukt Kalomel:[Hg2 2+] * [Cl-]² Welcher Tabelle soll ich das denn entnehmen?
Die Konzentration der Elektrolytlösung ist dann 4,61 mol/L.
Wie rechne ich denn dann mit den Werten weiter?

Zur Polarität: Ich hätte jetzt gesagt, dass die Kathode positiv ist da deltaG < 0.


Liebe Grüße
Thalia2011 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 12.08.2017, 11:50   #4   Druckbare Version zeigen
Timberling  
Mitglied
Beiträge: 5
AW: Elektrochemie

Hi Thalia2011,

Aufgabe 1.1:
{\Delta}E = E(Cu2+ / Cu) - E(Zn2+/ Zn) = Eo (Cu2+ / Cu) - Eo(Zn2+/ Zn) = 0,35 V - (-0,76 V) = 1,11 V

Aufgabe 1.2:
{\Delta}E = Eo (Cu2+ / Cu) + 0,059 V {\cdot } lg 10-3 - Eo(Zn2+/ Zn) = 0,93 V
Die Elektrode mit dem positiveren Poential ist der Plus-Pol, hier also die Kupferelektrode.

Aufgabe 2a: Elektrodenpotential der Kalomelelektrode
{\qquad \qquad }Quellen:
Sättigungskonzentration von KCl = 4,65 mol/L bei 20 o.
Löslichkeitsprodukt KL(Hg2Cl2) = 1,43{\cdot}10-18(mol/L)3 bei 25 oC [Quelle: Prof. Dr. Jüstel, FH Münster]
Normalpotential E o(Hg22+ + 2 e- {\tiny \rightleftharpoons} 2 Hg) = 0,79 V (chemgapage.de)
E = Eo (Hg22+ / Hg) + {\tiny \frac{0,059 V }{2}} {\cdot } lg c(Hg22+)
Hg22+ + 2 e- {\tiny \rightleftharpoons} 2 Hg
KL = c(Hg22+){\cdot}c(Cl-)2
E = Eo + {\tiny  \frac{0,059 V}{2} } {\cdot } lg {KL/ c(Cl-)2} = 0,79 V - 0,57 V = 0,22 V

Aufgabe 2b:
Die Elektrode mit dem positiveren Poential ist der Plus-Pol, hier also die Kalomelelektrode.

Viel Spaß!
Timberling ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.08.2017, 12:40   #5   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 479
AW: Elektrochemie

Jawollja. Genau.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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