Redox, Redoxtabelle, Nernst 1 (Redox-30) Wie lautet die Nernst'sche Gleichung ? Wie lautet die Nernst'sche Gleichung für verdünnte Lösungen des gleichen Metallions Gegeben sei eine konzentrierte Cu2+-Lösung sowie eine verdünnte Cu2+-Lösung, in welche jeweils eine Cu-Elektode ragt. Lösungen, nur getretrennt durch ein Diaphramga, miteinander verbunden sind? Verwende unter anderem die Begriff Reduktion, Oxidation, Prozess an der Kathode resp. Anode. Wie berechnet sich die Spannung zwischen zwei unterschiedlichen Halb-Zellen ? Berechne das Potential einer Silberzelle mit der Konzentration von 0.1 mol/l Berechne das Potential einer Silberzelle mit der Konzentration von 0.01 mol/l Wie gross ist die Spannung zwischen zwei Halbzellen mit der Spannung 0.1 resp. 0.01 mol/L Eine Zinkhalbzelle wird um den Faktor 1000 verdünnt. Berechne den Spannungsabfall resp. das neue Potential.

  Aufgabe: Redox-30    

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1. Wie lautet die Nernst'sche Gleichung ?
2. Wie lautet die Nernst'sche Gleichung für verdünnte Lösungen des gleichen Metallions
3. Gegeben sei eine konzentrierte Cu²⁺-Lösung sowie eine verdünnte Cu²⁺-Lösung, in welche jeweils eine Cu-Elektode ragt. Lösungen, nur getretrennt durch ein Diaphramga, miteinander verbunden sind? Verwende unter anderem die Begriff Reduktion, Oxidation, Prozess an der Kathode resp. Anode.
4. Wie berechnet sich die Spannung zwischen zwei unterschiedlichen Halb-Zellen ?
5. Berechne das Potential einer Silberzelle mit der Konzentration von 0.1 mol/l
6. Berechne das Potential einer Silberzelle mit der Konzentration von 0.01 mol/l
7. Wie gross ist die Spannung zwischen zwei Halbzellen mit der Spannung 0.1 resp. 0.01 mol/L
8. Eine Zinkhalbzelle wird um den Faktor 1000 verdünnt. Berechne den Spannungsabfall resp. das neue Potential.

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Lösung:

Was passiert, wenn die

1. E = E^o + 0.059/n · log(c^a(Oxidierte Form)/ c^b(Reduzierte Form)
2. E = E^o + 0.059/n · log(c(verdünnte Lösung)/c(konzentrierte Lösung))
3. Schlussendlich müssen die beiden Lösungen die gleiche Konzentration aufweisen. Daher:
   · Die Konzentration muss bei der höheren Konzentration Lösung abnehmen. Der einzige Weg wäre, dass die Kupferionen zu elementarem Kupfer werden (Cu²⁺ → Cu), es muss also eine Reduktion stattfinden, definitionsgemäss an der Kathode.
   · Umgekehrt gilt, dass die tiefere Konzentration dieselber erhöhen muss. Dies geht nur so, dass festes Kupfer (aus den Elektroden) gewonnen wird, Cu → Cu²⁺, (Oxidiation), welche in die Lösung gehen. Der Oxidations-Prozess findet an der Anode statt.
4. ΔE = E_{Kathodenreaktion} – E_{Anodenreaktion}
5. Ag⁺ + e^– → Ag, E^o=0.8 V, z=1
       · reduzierte Form Ag, c(Ag) = 1
       · oxidierte Form Ag⁺ , c(Ag⁺)= 0.1 mol/L
       · E₁ = 0.8 + 0.059/1 · log(0.1/1)= 0.741 V
       · oder .. E₁ = 0.8 – 0.059/1 · log(1/0.1)= 0.741 V
6. Ag⁺ + e^– → Ag, E^o=0.8 V, z=1
       · reduzierte Form Ag, c(Ag) = 1 mol/L
       · oxidierte Form Ag⁺ , c(Ag⁺)= 0.01 mol/L
       · E₂ = 0.8 + 0.059/1 · log(0.01/1)= 0.682 V
       · oder .. E₂ = 0.8 – 0.059/1 · log(1/0.01)= 0.682 V
7. Aus den vorherigen Berechnungen ergibt sich:
       · [Ag⁺]= 0.1 mol/L → E₁=0.741 V
       · [Ag⁺]= 0.01 mol/L → E₂=0.682 V
       · ΔE = E₁ – E₂ = 0.06 V
8. Zn → Zn²⁺ + 2e^–, E^o=-0.76 V, z=2
       · reduzierte Form Zn, c(Zn) = 1 mol/L
       · oxidierte Form Zn²⁺ , c(Zn²⁺)= 0.001 mol/L
       · E = E^o + 0.059/2 · log(0.001/1) = -0.849 V

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