Gleichgewichtskonstante berechnen/warum stimmt das nicht?

1 Antwort

Sn²⁺ + Pb   ⇄   Sn + Pb²⁺             K = c( Pb²⁺)/c(Sn²⁺)

Du sollst die Gleichgewichtskonstante aus den Standard-Reduktionspotentialen be­rech­nen. Davon gibt es zwei, nämlich E°(Sn²⁺/Sn)=−0.13 und E(Pb²⁺/Pb)=−0.126 V.

Die Zahlen habe ich von Wikipedia. In Deiner Angabe ist es nicht wirklich klar, welche der beiden Angaben (−0.14 und −0.13) sich auf welches Metall bezieht. Die Zahlen sind sich ja sehr ähnlich, und fast bis auf die Meßgenauigkeit identisch. Ich rechne jetzt mit meinen Zahlen weiter, weil ich nicht weiß, wie Deine Zahlen zu lesen sind.

In der oben angegebenen Reaktionsgleichung wird Zinn reduziert, Blei oxidiert. Die Tabellenwerte sind immer Reduktionspotentiale. Also müssen wir das Bleipotenti­al negativ nehmen, bevor die die Summe berechnen:

E° = E°(Sn²⁺/Sn) − E°(Pb²⁺/Pb) = (−0.13) − (−0.126) = −0.004 V

Das Resultat ist negativ (naja, eigentlich ist es ±0, wegen der experimentellen Un­sicher­heiten, aber tun wir mal so als ob wir nichts gemerkt hätten). Das bedeutet, daß das Gleichgewicht auf der linken Seite liegt, und daher muß am Ende eine Gleich­gewichtskonstante kleiner Eins herauskommen.

Die Gleichgewichtskonstante folgt aus der bekannten Formel ΔG=−RT ln(K) und der Beziehung ΔG = −νFE° (gilt nur für Redoxreaktionen). Wenn man die beiden gleich­setzt, kommt man sofort auf

K = exp( νFE°/(RT) ) = exp ( 2 · 96485 · (−0.004) / 8.3144 / 298.15 ) = 0.73

Soweit ist es mal richtig. Aber was hättest Du mit Deinen unklaren Zahlen heraus­bekommen sollen? Wenn ich mal versuchsweise E=−0.01 V in die Formel einsetze, dann kommt mit K=0.46 genau das heraus, was Dein Lehrer sich von Dir erwartet hat. Offenbar war in der Angabe −0.14 für das Zinnpotential gemeint und −0.14 für das Bleipotential. Dann ergibt die Rechnung Sinn.

In Deiner Nudelei sehe ich jedoch E=+0.01 V, also hast Du die beiden Potentiale ver­wechselt und die Differenz in die falsche Richtung gebildet — dann kriegst Du na­türlich genau den Reziprokwert der gewünschten Gleichgewichtskonstante her­aus (also die Gleichgewichtskonstante für die Rückreaktion).

Welche Überlegung hat Dich denn dazu getrieben, E = −0.13 − (−0.14) = +0.01 V so anzuschreiben?

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
Kazuhe 
Fragesteller
 04.07.2018, 18:38

Also ich habe von der Website die Zahlenwerte für Blei und Zinn.

http://www.seilnacht.com/Lexikon/normalp.htm

Wenn ich aber mit den Zahlen rechne, komme ich trotzdem auf +0,01 und nicht -0,01. Ich weiß einfach nicht woher das minus kommt :/ Und Zahlenwerte standen bei der Angabe keine dabei, die habe ich wie gesagt von dieser Website.

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indiachinacook  05.07.2018, 12:12
@Kazuhe

Dann erklär, was Du machst, und welche Zahl Du aus welchem Grund wo einsetzt.

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Kazuhe 
Fragesteller
 05.07.2018, 16:22
@indiachinacook

Das ist ja genau das was ich nicht weiß. Ich weiß nicht ob ich -0,13-(-0,14) oder -0,14-(-0,13) mache.

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indiachinacook  05.07.2018, 20:03
@Kazuhe

Beantwortet nicht die Gleichung E° = E°(Sn²⁺/Sn) − E°(Pb²⁺/Pb) in meiner Antwort Deine Frage? Natürlich müßte ich dazu endlich auch mal erfahren, ob bei Dir die Nulldreizehn oder die Nullvierzehn das Blei oder das Zink sein sollen — diese Frage ist ja von Anfang an ungeklärt.

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