Berechnen Sie, ob Permanganat (MnO4-) bei einem pH-Wert von 3 in der Lage ist a) Chlorid zu Chlor bzw. b) Bromid zu Brom zu oxidieren! ?
Ich hab leider keine Ahnung wie ich anfangen soll.. könntet ihr mir bitte helfen? Ich habe große Probleme mit der Elektrochemie. Welche Formel soll ich nehmen?
Danke
2 Antworten
MnO₄⁻ + 5 e⁻ + 8 H₃O⁺ ⟶ Mn²⁺ + 12 H₂O
Diese Reaktion hat ein Standardreduktionspotential von E°=+1.51 V. Das gilt, wenn alle beteiligten Spezies in c=1 mol/l vorliegen, also bei pH=0. Die Zahl habe ich mir ergoogelt, und es wäre nett gewesen, wenn Du sie angegeben hättest.
Um es auf einen anderen pH umzurechnen, brauchst Du die Nernst’sche Gleichung
E = E⁰ − RT/z/F · ln Q wobei Q=c(Mn²⁺)/c(MnO₄⁻)/c⁸(H₃O⁺)
Dabei nehmen wir an, daß die Mangan-Spezies alle in Standardkonzentration vorliegen, also c=1 mol/l. Weiters gilt T=298 K, R=8.3144 J mol⁻¹ K⁻¹, z=5 und F=96485 C/mol.
Es kann leicht sein, daß ich mich vertippt habe aber ich kriege 1.23 V heraus.
Die Standardreduktionspotentiale von Chlor/Chlorid und Brom/Bromid sind lt. Internet +1.36 V bzw. +1.07 V. Da in den Gleichungen kein H₃O⁺ vorkommt, sind sie vom pH unabhängig.
Das höhere Standardreduktionspotential gewinnt bei der Oxidation, also kann MnO₄⁻ bei pH=0 beide Halogenide oxidieren, bei pH=3 aber nur das Bromid.
Nernstsche Gleichung für beide Teilvorgänge ansetzen, c(MnO4-)/c(Mn2+) mit einem vernünftigen Wert nehmen (z.B. 1000/1; darf ja nicht 0 im Nenner sein), c(H3O+) = 10 hoch minus 3 mol/l, das ganze (wegen des Koeffizienten in der Gleichung) hoch 8.
Den Rest schaffst Du!