Wie groß ist die Konzentration einer Zn2+-Lösung in einer Zinkzelle, wenn die Spannungsdifferenz zu einer Normalzelle 0,09 V beträgt?
Hallo, ich habe leider Probleme bei dieser Aufgabe:
Wie groß ist die Konzentration einer Zn2+-Lösung in einer Zinkzelle, wenn die Spannungsdifferenz zu einer Normalzelle 0,09 V beträgt ? (E0 (Zn2+/Zn) = - 0,76 V)
Die Antwort laut Musterlösung soll [Zn2+] = 10^-3 mol/l sein.
Mein Ansatz:
Ich glaube man braucht 2 Gleichungen:
1. Nernst-Gleichung
E = -0,76 V + 0,06/2 * lg ([Zn2+]/[1 mol/l])
2. ∆E = E(Oxidationsmittel) - E(Reduktionsmittel)
∆E ist 0,09 V, aber welchen Werte setze ich für E ein ? Woher weiß ich ob die Zinkzelle oder die Normalzelle Oxidations- oder Reduktionsmittel ist. Danach muss ich ja nur noch nach [Zn2+] auflösen.
Viele liebe Grüße
1 Antwort
Wenn die Differenz 0,09V betragen soll, setzt du für E = - 0,85V ein.
Das ist eine Differenz von 0,09 V zu den -0,76V bei Standardbedingungen.
Und wenn du dann nach Zn²+ auflöst, kommt da auch dein gewünschtes Ergebnis von 0,001 mol/L raus.
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Das bedeutet, dass du deine 2. Gleichung eigentlich nicht brauchst.
Aber wenn es dich glücklich macht, kannst du auch noch einmal -0,76V - (-0,85V) rechnen, um dann 0,09V zu erhalten. Das wäre dann die 2.Gleichung.
Alles klar?
Genau, das führt dann auch zu dem in der Musterlösung angegebenen Wert.
https://www.wolframalpha.com/input/?i=0.67%3D0.76+%2B0.03*log%28x%29&assumption=%7B%22FunClash%22%2C+%22log%22%7D+-%3E+%7B%22Log10%22%7D
Also auch auf die Gefahr hin, dass ich jetzt etwas Falsches schreibe, weil ich alles im Kopf rechne: Aber um auf 0,67V zu kommen, müsste c(Zn²+) exakt 1000mol/L betragen. Das wird in der Praxis schwer zu erreichen sein. :)
Ansonsten hättest du freilich Recht!
Wenn ich den Link kopiere, fehlen die Vorzeichen und der Logarithmus wird als LN gedeutet.
Das passt nicht. ;)
LG
Ich meinte dort natürlich -0,67V. Ich hatte dort das MInus vergessen.
Da hast du dich verrechnet. Bei -0,67V bräuchtest du als Konzentration 1000mol/L.
Ich finde, das an dieser Stelle die Aufgabenstellung etwas zu ungenau ist. Es kann doch sein, dass eine Differenz von 0,09V eine Zellspannung von 0,67V bedeuten kann, oder?