Abscheidung(spotentiale) < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Aufgabe | Gegeben ist eine wässrige Lösung (pH=7) mit [mm] c(Pb^{2+})=0,1 \bruch{mol}{l} [/mm] und [mm] c(Ni^{2+})=0,01 \bruch{mol}{l}. [/mm] Berechnen Sie die Abscheidungspotentiale für Blei und Nickel. Kann es bei Verwendung von Platinelektroden auch zur Abscheidung von Wasserstoff kommen? (U* [mm] (H_{2})=-0,04 [/mm] V)
Wie weit muss die Konzentration der Blei-Ionen sinken, bis die Abscheidung von Nickel einsetzt? |
Hallo!
Als Abscheidungspotential für Blei habe ich über die Nernstsche Gleichung -0,1595 V ausgrechnet, für Nickel -0,289 V. Leider habe ich für die beiden anderen Aufgaben überhaupt keinen Ansatz. Wie muss ich da vorgehen?
Danke im Voraus
monsterbacke
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:37 Mi 18.02.2009 | | Autor: | dunno |
> Gegeben ist eine wässrige Lösung (pH=7) mit [mm]c(Pb^{2+})=0,1 \bruch{mol}{l}[/mm]
> und [mm]c(Ni^{2+})=0,01 \bruch{mol}{l}.[/mm] Berechnen Sie die
> Abscheidungspotentiale für Blei und Nickel. Kann es bei
> Verwendung von Platinelektroden auch zur Abscheidung von
> Wasserstoff kommen? (U* [mm](H_{2})=-0,04[/mm] V)
Mit der Angabe des pH Wertes hast du auch die Konzentration an [mm] H^{+} [/mm] Ionen. Damit kannst du wahrscheinlich weiterrechnen. (Ich weiss nicht genau was du mit U* bezeichnest oder meinst...)
> Wie weit muss die Konzentration der Blei-Ionen sinken, bis
> die Abscheidung von Nickel einsetzt?
Wir sprechen ja hier von GG-Reaktionen. Je tiefer der Gehalt an Blei desto höher muss die Spannung sein. Jetzt musst du dich fragen: wie tief muss der Bleigehalt sinken bis eine Spannung von -0,289 V angelegt werden muss bzw. wie tief ist die Konzentration von Blei, dass das Abscheidungspotential -0.289 V beträgt?
> Hallo!
>
> Als Abscheidungspotential für Blei habe ich über die
> Nernstsche Gleichung -0,1595 V ausgrechnet, für Nickel
> -0,289 V. Leider habe ich für die beiden anderen Aufgaben
> überhaupt keinen Ansatz. Wie muss ich da vorgehen?
>
> Danke im Voraus
> monsterbacke
Lg Dunno
|
|
|
| |
|
Hallo dunno!
Danke für deine Antwort.
Als U* haben wir die Überspannung bezeichnet.
Die Konzentration an [mm] H^{+} [/mm] ist bei pH 7 also [mm] 10^{-7} \bruch{mol}{l}. [/mm]
Und wie soll ich dann weiter rechnen?
> Je tiefer der Gehalt an Blei desto höher muss die Spannung sein.
Weil dann mehr Elektronen in der Lösung sind? Dann müsste doch aber auch mehr Nickel entstehen, oder?
> Jetzt musst du dich fragen: wie tief muss der Bleigehalt sinken bis eine Spannung von -0,289 V angelegt werden muss bzw. wie tief ist die Konzentration von Blei, dass das Abscheidungspotential -0.289 V beträgt?
Als Gesamtgleichung habe ich $ Pb + [mm] Ni^{2+} \gdw Pb^{2+} [/mm] + Ni $ wobei das Gleichgewicht auf Seiten des Nickels liegt.
Und dann kann ich die Gleichung $ -0,289 = [mm] E°+\bruch{0,059 V}{2} \* [/mm] lg x $ aufstellen.
E° als Standardelektrodenpotenzial von Blei mit -0,13 Volt und x als gesuchte Variable.
Dann bekomme ich für x den Wert 0,000004075.
Ist das dann mein gesuchtes Ergebnis in [mm] \bruch{mol}{l}?
[/mm]
lg monsterbacke
|
|
|
| |
|
Hallo,
> Hallo dunno!
> Danke für deine Antwort.
>
> Als U* haben wir die Überspannung bezeichnet.
> Die Konzentration an [mm]H^{+}[/mm] ist bei pH 7 also [mm]10^{-7} \bruch{mol}{l}.[/mm]
> Und wie soll ich dann weiter rechnen?
Du tätigst die Annahme, dass sich Protonen an einer mit Wasserstoff gesättigten Platinelektrode (entspricht einer Normalwasserstoffelektrode mit Atmosphärendruck) entladen, d.h. der Partialdruck bzw. "Konzentration" in der Nernstschen Gleichung (reduzierte Spezies) ist 1.
Also:
$E=0V [mm] +0,059V*lg(10^{-7})$+Ü
[/mm]
Offensichtlich ist die Platinelektrode nicht platiniert, da sonst die Überspannung = 0V wäre.
>
> > Je tiefer der Gehalt an Blei desto höher muss die Spannung
> sein.
>
> Weil dann mehr Elektronen in der Lösung sind? Dann müsste
> doch aber auch mehr Nickel entstehen, oder?
In der Lösung sind doch keine freien Elektronen! Nur Kationen und Anionen.
Nickel entsteht erst ab einer gewissen Spannung, die unterhalb des Abscheidungspotentials von [mm] Pb^{2+} [/mm] liegt (welches durch Konzentrationsverminderung durch elektrolytische Abscheidung im Sinken begriffen ist).
> > Jetzt musst du dich fragen: wie tief muss der Bleigehalt
> sinken bis eine Spannung von -0,289 V angelegt werden muss
> bzw. wie tief ist die Konzentration von Blei, dass das
> Abscheidungspotential -0.289 V beträgt?
>
> Als Gesamtgleichung habe ich [mm]Pb + Ni^{2+} \gdw Pb^{2+} + Ni[/mm]
> wobei das Gleichgewicht auf Seiten des Nickels liegt.
Nein. Nickeldikationen oxidieren kein elementares Blei.[Bzw. erst ab einer Konzentration von ca. 30 mol/l, falls es eine so konzentrierte Lösung überhaupt gibt.] Das Redoxpotential von [mm] Pb/Pb^{2+} [/mm] liegt höher (=ist positiver) in der Spannungsreihe als das von [mm] Ni/Ni^{2+}. [/mm] Es verhält sich anders herum. Bleidikationen oxidieren elementares Nickel.
Außerdem brauchst Du eine solche Gleichung gar nicht aufzustellen, da Du erst einmal eh nur die Kationen in Lösung hast. Wenn Du dann die Spannung anschaltest, scheidet sich erst einmal Blei ab. Und dem tun die Nickeldikationen nix.
> Und dann kann ich die Gleichung [mm]-0,289 = E°+\bruch{0,059 V}{2} \* lg x[/mm]
> aufstellen.
> E° als Standardelektrodenpotenzial von Blei mit -0,13 Volt
> und x als gesuchte Variable.
Ja, richtig.
> Dann bekomme ich für x den Wert 0,000004075.
>
> Ist das dann mein gesuchtes Ergebnis in [mm]\bruch{mol}{l}?[/mm]
Ja. Das ist dann die gesuchte Bleikonzentration, ab welcher sich Nickel abscheidet.
> lg monsterbacke
LG, Martinius
|
|
|
| |
|
| Aufgabe | | Kann es bei Verwendung von Platinelektroden auch zur Abscheidung von Wasserstoff kommen? (Ü [mm] (H_{2})=0,04V) [/mm] |
Hallo!
Also beträgt die Energie, die benötigt wird, um die Herstellung von Wasserstoff in Gang zu setzen, $ E=0V [mm] +0,059V\cdot{}\lg(10^{-7}) [/mm] $ +Ü = -0,453V. Und weil das geringer ist, als die benötigte Spannung bei Nickel und Blei, wird sich kein Wasserstoff bilden?
lg monsterbacke
|
|
|
| |
|
Hallo,
> Kann es bei Verwendung von Platinelektroden auch zur
> Abscheidung von Wasserstoff kommen? (Ü [mm](H_{2})=0,04V)[/mm]
> Hallo!
>
> Also beträgt die Energie, die benötigt wird, um die
> Herstellung von Wasserstoff in Gang zu setzen, [mm]E=0V +0,059V\cdot{}\lg(10^{-7})[/mm]
> +Ü = -0,453V. Und weil das geringer
größer (die Potentialdiffernz)
>ist, als die benötigte
> Spannung bei Nickel und Blei, wird sich kein Wasserstoff
> bilden?
>
> lg monsterbacke
|
|
|
| |
|
Dankeschön!
lg monsterbacke
|
|
|
|
