Hilfe bei Nernst-Gleichung?
Hallo,
ich brauche Hilfe, denn ich schreibe nächste Woche eine Chemie Klausur von der Uni und verstehe die Nernst-Gleichung einfach nicht.
Auf dem Bild seht ihr die Aufgabe.
Mein Problem ist, dass ich nicht verstehe, wie ich auf das Q, in der Gleichung komme:
E= E0 - (0,0592/z) * log ( Q)
(Gleichung der Standard Wasserstoffelektrode)
Q steht ja für den Quotienten, von irgendwelchen Konzentrationen.
Aber 1. von welchen? (sind ja nicht angegeben) und 2. was kommt nach oben und was nach unten und wieso?
in der Lösung steht: c(H+) 10^-7 mol/l
c(1/2 H2) = 1 <- Und wieso steht hier keine Einheit?!
—> Woher soll ich diese Konzentrationen wissen?
und dann wird in die Formel log (1/10^-7)
eingesetzt. Das verstehe ich auch nicht. Warum kommt die Konzentration von H+ nach unten, obwohl das die Oxidierte Form ist?
ich bin verzweifelt :(
Über Hilfe wäre ich sehr dankbar
Den zweiten Teil der Aufgabe blicke ich auch nicht, weil da wird in der Lösung einfach nur die allgemeine Form verwendet und die Temperatur halt angepasst, aber sonst ändert sich nichts…
2 Antworten
Die Gleichung von Nernst lautet für eine Potenzialdifferenz
ΔE = (0,0592 V/z) · log Q = (0,0592 V/z) · log [c(Ox)/c/Red)]
c(Ox) ist der oxidierte und c(Red) der reduzierte Zustand des Redoxsystems.
Da für ΔE die Einheit V herauskommen muss, vergiss nicht diese Einheit bei der Konstanten 0,0592 anzugeben.
Nun geht es bei Deiner Frage auch um Einzelpotenziale. Die Konstante gebe ich aus Gewohnheitsgründen als 0,059 V an.
Redoxpaar: H2 + 2 H2O ⇌ 2 H3O+ + 2e- a
Nernst-Gleichung: E(H2//H3O+) = E°(H2//2 H3O+) + 0,059 V/2 · lg [c2(H3O+)]
Da lg c2(H3O+) = 2 · lg c und pH = -lg : c(H3O+) erhält man
E(H2//H3O+) = - 0,059 V · pH
Du siehst, dass das Gas Wasserstoff und das Wasser als konstant angesehen werden und in der Gleichung nicht als Konzentrationen auftreten.
Für die Aufgabe 4 benötigst Du die ausführliche Gleichung von Nernst:
E = E° + (R·T/(z·F) · ln c(Ox)/c(Red)
E: Elektrodenpotenzial E°: Standardelekrodenpotenzial
R: universelle Gaskonstante, R = 8,31 J·mol-1·K-1
T: absolute Temperatur in K (Kelvin)
z: Anzahl der ausgetauschten Elektronen
F: Faraday-Konstante, F = 96485 C·mol-1
Q ist das Verhältnis der Konzentrationen (bzw. eigentlich der Aktivitäten) des Redox-Paars, also
Du musst also nur die Konzentrationen entsprechend einsetzen.
Das "a" in der Zeile Redoxpaar ist zu streichen. Ich schrieb deshalb einen Buchstaben, um die Hochzahlschreibweise zu beenden.