Woran erkenne ich was die oxidierte und was die reduzierte Form ist?
Ich weiß, dass bei ein reduzierter Stoff Elektronen aufgenommen hat und bei einem oxidierten Elektronen abgeben hat..
Die Nernstgleichung lautet:
E = E_ 0 + 0,06 * lg(c_ ox/c_ red)
Bei Zn + Cu2+ ---> Zn2+ + Cu
ist ox (oxidierte Form?) Cu2+ und red (reduzierte Form) Zn2+
Ich verstehe aber nicht wieso Zn2+ die reduzierte Form ist, weil es ja oxidiert wurde und wieso wird Zn und Cu nicht eingebracht..? Ich hätte Zn2+/Cu gerrechnet.
Kann mir jemand erklären wie man da ran gehen soll?
4 Antworten
Zn und Cu werden sehr wohl eingebracht. Es sind Feststoffe und die Konzentration von Feststoffen ist 1.
Du musst hier E der beiden Halbzellen bestimmen und dann berechnest du die Differenz zwischen den beiden.
Zn2+ + 2e- <----> Zn
E_Zn = E_0 + 0.06 lg c_Zn2+/ 1
Cu2+ + 2e- <---> Cu
E_Cu = E_0 + 0.06 lg c_Cu2+/1
Die Nernstgleichung, so wie du sie aufgestellt hast, kannst du nicht direkt für die Gesamtreaktion ansetzen sondern nur für die Halbgleichungen
Dann ist c_ox die Konzentration der oxidierten Form und c_red die Konzentration der reduzierten Form. Letztgenannte ist dabei 1, weil Feststoff.
Gruß
Henzy
Die Lösung:
Ist das Konzentrationsverhältnis (in normierten Konzentrationen) [Zn2+] / [Cu2+] > 1, so liegt das elektrochemische Potenzial unterhalb des Standardreduktionspotenzials, ist es < 1, so gilt E > E0, wie aus der Nernst´schen Gleichung ersichtlich wird:
E = E_0 + 0,06/2 * lg ( c_cu2+ / c_zn2+) = 1,05V
Du darfst mich ruhig duzen, daher "deinem Ansatz" statt "Ihrem Ansatz"....
Du wirfst hier zwei Sachen durch einander und da musst du aufpassen.
Du schreibst einerseits:
[Zn2+] / [Cu2+] = 100
Anderseits:
c_cu2+ / c_zn2+
Wenn [Zn2+] / [Cu2+] = 100 dann c_cu2+ / c_zn2+ = 0.01
In deinem Fall:
E = 1,11 + 0.06/2 * lg 0.01 = 1.11 + 0.06/2 * -2 = 1,11 - 0.06 = 1.05
In meinem Ansatz habe ich, genau wie velumi mit den Halbzellen gerechnet. Wenn du dies nicht tust, gibt es Verständisprobleme was c_ox und c_red betrifft.
Was du hier machst, ist beide Halbzellen zusammen betrachten, also direkt E statt E1 - E2
In E1 und E2 sind Logarithmen enthalten. Wenn du das zusammen betrachtest gilt folgender mathematischer Grundsatz
lg a - lg b = lg (a/b)
Berechnung der Teilpotentiale:
Cu/Cu++
E=+0,34+0,06*lg (c_Cu++)
Zn/Zn++
E=-0,76+0,06*lg (c_Zn++)
Die Feststoffe (=red. Form) kommen mit der "Konzentration"1 jeweils in den Nenner (s. Henzy)
Beispiel: 2 Halbzellen mit
1mol/l Zn++ und
10 mol/l Cu++
Macht für die Zn-Halbzelle -0,76 V, für die Cu-Halbzelle +0,34 + 0,06=0,94 V.
Also ist die Potentialdifferenz 0,94 - - 0,76 ergibt 1,7 V.
Wäre die Cu-Halbzelle auch 1 molar dann wäre es nur 1,1 V
Keine Rechenfehler bei mir vorausgesetzt!
Ich stelle mal meine Frage rein.. Vielleicht verstehe ich es dann:
Welchen Wert hat die elektromotorische Kraft des Danielle-Elements bei 25 °C, wenn [Zn2+] / [Cu2+] = 100? Das Standardreduktionspotenzial
beträgt 1,11 V.
Die Lösung:
Ist das Konzentrationsverhältnis (in normierten Konzentrationen) [Zn2+] / [Cu2+] > 1, so liegt das elektrochemische Potenzial
unterhalb des Standardreduktionspotenzials, ist es < 1, so gilt E
> E0, wie aus der Nernst´schen Gleichung ersichtlich wird:
E = E_0 + 0,06/2 * lg ( c_cu2+ / c_zn2+) = 1,05V
A) Zunächst der Nernst für Zn:
E(Zn)=-0,76 + 0,06/2*lg Zn++
B) Für Cu
E(Cu)=+0,35 +0,06/2*lg Cu++
C) Bildung der Differenz:
E(Cu)-E(Zn)=+0,35+0,06/n*lg Cu++ -(-0,76+0,06/n*lg Zn++)
E(Ges)=+0,35+0,06/n*lg Cu++ +0,76 - 0,06/n lg Zn++
= 1,11 +0,06/n lg Cu++ - lg Zn++
=1,11 +0,06/n lg (Cu++/Zn++)
=1,11 +0,06/n 1/100
=1,11 +0,06/n *-2
=1,11 0,03 *-2=1,05 (da n=2)
Rechenfehler s.o.!
In der Nernstschen Gleichung wird immer nur EIN Redoxsystem (z.B. Cu/Cu2+) berechnet. Die Ergebnisse (Potentiale) beider werden voneinander abgezogen, was die Spannung ergibt.
Oxidiert ist immer die Form, die die höhere Oxidationszahl besitzt (hier: Cu2+).
Sorry, Frage nicht richtig gelesen, neuer Versuch:
Zn2+ ist, wie Du richtig bemerkt hast, ebenfalls die oxidierte Form. Zn ist die reduzierte Form.
Ergänzung: Und analog für Kupfer Cu2+ die oxidierte und Cu die reduzierte Form.
Das beantwortet in keiner Hinsicht meine Frage...
ox/red = Cu2+/Zn2+
ox --> Cu2+
red --> Zn2+
Was hat es jetzt mit ox und red auf sich?
So steht das in der Lösung und so auch in meinem Hefter .. Also ein Lösungsbuch sagt und auch mein alter Lehrer..
Oxidation und Reduktion ist klar.. Aber für ox und red kommt was anderes rein
Na wie gesagt, Du musst die Nernstgleichung für jede Halbzelle separat berechnen. Einmal mit Cu2+/Cu als Redoxpaar und dann dasselbe nocheinmal für Zink
Das ist die Aufgabe:
Welchen Wert hat die elektromotorische Kraft des Danielle-Elements bei 25 °C, wenn [Zn2+] / [Cu2+] = 100? Das Standardreduktionspotenzial beträgt 1,11 V.