Daniell Element?! < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:19 So 06.01.2008 | | Autor: | Waschi |
| Aufgabe | Versuch: Zinkblech in Kupfersulfatlösung:
Berechnen Sie die Differenz der Standartpotenziale, was fällt Ihnen auf?
Welchen Namen trägt dieses Galvanische Element, was wissen Sie noch darüber? |
Hallo,
ich habe ein Zinkblech in eine Kupfersulfatlsg. gegeben, und so Kupfer abgeschieden, jetzt soll ich oben genannte Fragen beantworten.
Ich denke, es handelt sich hier um das Daniell Element, auch wenn es nicht im eigentlichen Sinne nachgestellt ist.
Weiter soll ich die Differenz der Potenziale berechnen.
Hier komme ich nicht weiter...
Es gibt die Formel:
[mm] E=E^{0}+\bruch{0,059V}{z}*ln\bruch{c_{ox}}{c_{red}}
[/mm]
Ich habe schon [mm] E^{0} [/mm] für Cu (0,337 V) und Zn (- 0,7627 V),
ich weiß jedoch nicht wie ich den letzten Term mit dem ln berechnen kann.
Die [mm] CuSO_{4}-Lsg. [/mm] hatte eine Konzentration von 0,1 mol/l
was mache ich jetzt aber mit der [mm] c_{red}? [/mm]
Ich habe schon den Hinweis, dass die Bestimmung der Konzentration hier nicht notwendig ist, weiß jedoch nicht warum und wie ich dies auf die Gleichung anwenden soll.
Für Hilfe wäre ich sehr dankbar...
Viele Grüße
Waschi
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Hallo Waschi,
> Versuch: Zinkblech in Kupfersulfatlösung:
>
> Berechnen Sie die Differenz der Standartpotenziale, was
> fällt Ihnen auf?
>
> Welchen Namen trägt dieses Galvanische Element, was wissen
> Sie noch darüber?
> Hallo,
>
> ich habe ein Zinkblech in eine Kupfersulfatlsg. gegeben,
> und so Kupfer abgeschieden, jetzt soll ich oben genannte
> Fragen beantworten.
>
> Ich denke, es handelt sich hier um das Daniell Element,
> auch wenn es nicht im eigentlichen Sinne nachgestellt ist.
>
> Weiter soll ich die Differenz der Potenziale berechnen.
> Hier komme ich nicht weiter...
>
> Es gibt die Formel:
>
> [mm]E=E^{0}+\bruch{0,059V}{z}*ln\bruch{c_{ox}}{c_{red}}[/mm]
>
Wenn Du die Nernstsche Gleichung in dieser vereinfachten Form angibst, dann musst Du den dekadischen Logarithmus schreiben:
[mm]E=E^{0}+\bruch{0,059V}{z}*lg\bruch{c_{ox}}{c_{red}}[/mm]
> Ich habe schon [mm]E^{0}[/mm] für Cu (0,337 V) und Zn (- 0,7627 V),
> ich weiß jedoch nicht wie ich den letzten Term mit dem ln
> berechnen kann.
>
> Die [mm]CuSO_{4}-Lsg.[/mm] hatte eine Konzentration von 0,1 mol/l
> was mache ich jetzt aber mit der [mm]c_{red}?[/mm]
[mm] c_{red} [/mm] ist in diesen Fällen immer die "Konzentration" des elementaren Metalls, die vereinbarungsgemäß in der Nernst'schen Gleichung gleich 1 mol/l gesetzt wird. Nach wenigen Sekundenbruchteilen hat sich ja schon elementares Cu auf dem Zink niedergeschlagen.
> Ich habe schon den Hinweis, dass die Bestimmung der
> Konzentration hier nicht notwendig ist, weiß jedoch nicht
> warum und wie ich dies auf die Gleichung anwenden soll.
Nicht unbedingt nicht notwendig, aber wahrscheinlich nicht möglich.
Das anfängliche Potential der "Kupfer-Halbzelle" kannst Du ja ausrechnen zu
[mm]E(Cu)=0,337V +\bruch{0,059V}{2}*lg(0,1)= 0,3075 V[/mm]
Das Potential der "Zink-Halbzelle" kannst Du nun nicht angeben, weil sich die Konzentration der Zinkionen kontinuierlich von Null über kleinere Konzentrationen zu "höheren" Konzentrationen bewegt.
Der Ausdruck
[mm]E(Zn)=-0,7627V+\bruch{0,059V}{2}*lg(x)[/mm]
ist in dem Moment, in welchem Du das Zinkblech in die Kupfersulfatlösung tauchst theoretisch sehr groß (negativ!), da die Konzentration der Zinkionen sehr klein (fast Null) ist.
Sobald sich eine Hülle aus einer Zinkionenlösung um das Blech gebildet hat, wird auch das Potential der Zinkhalbzelle größer (positiver). Abhängig natürlich davon, ob die Konzentration in der Hülle nur durch Diffusion abnimmt oder auch durch Rühren oder Bewegung des Blechs.
Auf jeden Fall löst sich das Blech auf, bis entweder alle Cu-Ionen sich abgeschieden haben oder das Zn-Blech verschwunden ist.
Wenn Du einen Ausdruck für die Potentialdifferenz haben möchtest, könntest Du schreiben:
[mm]E(Zn)-E(Cu)=-0,7627V+\bruch{0,059V}{2}*lg(x)-\left(0,337V +\bruch{0,059V}{2}*lg(0,1-x)\right)= -1,1V+\bruch{0,059V}{2}*lg\bruch{x}{(0,1-x)} [/mm]
wobei 0 mol/l < x [mm] \le [/mm] 0,1 mol/l.
LG, Martinius
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