Potentiale berechnen < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:50 Mo 01.04.2013 | | Autor: | Titrant |
| Aufgabe | a.) Berechne das Potential [mm] Ag/Ag^{+}, [/mm] welches sich bei der Titration von 0,05 HCl bei einem Titrationsgrad von 0,1; 0,5 & 1 ergibt; E=0,80V
b.) Berechne das Potential bei der Titration von [mm] Fe^{2+} [/mm] mit [mm] Ce^{4+} [/mm] für Tau= 0,3; 1 & 1,5; [mm] E°(Fe^{2+}/Fe^{3+} [/mm] = 0,74V; [mm] E°(Ce^{4+}/Ce^{3+}=1,44V [/mm] |
Rechnet man das mit der Nernst-Gleichung? Aber die Frage ist dann wo man den Titrationsgrad einsetzt?? Blicke da gerde überhaupt nicht durch. Wäre super, wenn ihr mir da auf die Sprünge helfen könntet. Thx!
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 15:02 Di 02.04.2013 | | Autor: | hunadh |
> a.) Berechne das Potential [mm]Ag/Ag^{+},[/mm] welches sich bei der
> Titration von 0,05 HCl bei einem Titrationsgrad von 0,1;
> 0,5 & 1 ergibt; E=0,80V
>
> b.) Berechne das Potential bei der Titration von [mm]Fe^{2+}[/mm]
> mit [mm]Ce^{4+}[/mm] für Tau= 0,3; 1 & 1,5; [mm]E°(Fe^{2+}/Fe^{3+}[/mm] =
> 0,74V; [mm]E°(Ce^{4+}/Ce^{3+}=1,44V[/mm]
> Rechnet man das mit der Nernst-Gleichung? Aber die Frage
> ist dann wo man den Titrationsgrad einsetzt??
Nun dann schreibe dir doch mal die Nernst-Gleichung(en) für diese Beispiele auf.
a) Hier wird mit einer Silbertitrode titriert, wobei die Aktivität (Konzentration) vom metallischen Silber immer 1 ist. Du bräuchtest noch ein paar genauere Angaben zur Stoffmenge der HCl. Dann kannst du die dem Titrationsgrad entsprechende Silberionenkonzentration (mit dem Löslichkeitsprodukt) ausrechnen und in die Nernstgleichung einsetzen. Bei tau=1 kannst du ja einfach die Wurzel aus dem Löslichkeitsprodukt ziehen...
b) Bei einer Redoxtitration liegt das Potenzial immer zwischen den beiden Standardpotenzialen der beteiligten Redoxpaare. Da bei beiden hier genau ein Elektron übergeht, ist Tau hier sogar symmetrisch über die gesamte Strecke (d.h. bei Tau=0,5 ist es der Mittelwert zwischen 0,74 und 1,44)
Siehe auch:
![[]](/images/popup.gif) http://de.wikipedia.org/wiki/Nernst-Gleichung :
"Da man jede chemische Reaktion in Oxidations- und Reduktionsteilreaktionen von Redox-Paaren zerlegen kann, ist ΔE die Summe der mit den zugehörigen stöchiometrischen Koeffizienten multiplizierten Nernst-Gleichungen für die Teilreaktionen. Dabei gehen die Oxidationsteilreaktionen mit negativem stöchiometrischen Koeffizienten ein."
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Bei welcher Temperatur ist es eigentlich gefragt bei 25Grad?
Also ich versuch es mal: E= 0,80 + [mm] 8,31*298/1*9,64*10^{4} [/mm] *ln 1??
Aber wo kommt jetzt der Titrationsgrad hin?
Zu b.) müsste ja fast so ähnlich wie a.) gehen nur die Frage ist eben wie man genau das mit dem Titrationsgrad rechnet.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:53 Di 02.04.2013 | | Autor: | hunadh |
> Bei welcher Temperatur ist es eigentlich gefragt bei
> 25Grad?
>
> Also ich versuch es mal: E= 0,80 + [mm]8,31*298/1*9,64*10^{4}[/mm]
> *ln 1??
Ich nehme mal die "fertige" Form der Nernstgleichung:
[mm]E = 0,80 + 0,059 \cdot lg\frac{[Ag^{+}]}{[Ag]}[/mm]
[Ag] ist per Definition 1
> Aber wo kommt jetzt der Titrationsgrad hin?
Aus dem Titrationsgrad ergibt sich die Silberionenkonzentration:
bei Tau=1 sind es ca. [mm]10^{-5} mol/l[/mm], da es sich am Äquivalenzpunkt um eine gesättigte Silberchloridlösung handelt. Also für Tau=1:
[mm]E = 0,80 + 0,059 \cdot lg\frac{10^{-5}}{1}[/mm]
Für Tau<1 sind es weniger Silberionen und für Tau>1 sind es mehr Silberionen.
Wie groß die Silberionenkonzentration genau ist lässt sich mit dem Löslichkeitsprodukt und dem Titrationsgrad ausrechnen. Probier es mal. Wenn es damit Schwierigkeiten gibt, kann ich das auch noch erläutern.
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Ok, danke! Das Löslichkeitprodukt für Silber ist ja [mm] 10^{-10} [/mm]
Aber ich kenne leider keine Formel, die den Titrationsgrad mit dem Löslichkeitsprodukt verbindet. Bzw. bei dieser Frage, wie wäre jetzt das Potential bei einem Titrationsgrad von 0,1, wenn ich mal die Formel wüsste, könnte ich das dann mit jedem beliebigen Titrationsgrad berechnen.
Oder kann ich einfach hier statt 1; 0,1 einsetzen? E=0,8+0,059 [mm] *log(10^{-5}/0,1
[/mm]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:35 Mi 03.04.2013 | | Autor: | hunadh |
> Ok, danke! Das Löslichkeitprodukt für Silber ist ja
> [mm]10^{-10}[/mm]
>
> Aber ich kenne leider keine Formel, die den Titrationsgrad
> mit dem Löslichkeitsprodukt verbindet. Bzw. bei dieser
> Frage, wie wäre jetzt das Potential bei einem
> Titrationsgrad von 0,1, wenn ich mal die Formel wüsste,
> könnte ich das dann mit jedem beliebigen Titrationsgrad
> berechnen.
Ich werde hier bewusst keine Formel angeben, da es nichts
nutzt, wenn man es nicht verstanden hat.
> Oder kann ich einfach hier statt 1; 0,1 einsetzen?
> E=0,8+0,059 [mm]*log(10^{-5}/0,1[/mm]
Nein!
Ok. dann will ich mal etwas weiter ausholen.
Die Aufgabenstellung ist, wie ich bereits erwähnt habe, unvollständig.
Deshalb muss ich ich ein paar Annahmen treffen:
1. Die HCL hat die Konzentration 0,05 mol/l (Da stand eben keine Einheit)
2. Es wird mit einer Silbernitratlösung gleicher Konzentration titriert.
Für mein Beispiel (Tau=0,1) gehe ich mal von einem Volumen von 10 ml aus, was aber egal ist.
(mit jedem beliebigen anderen Volumen kommen die gleichen Werte raus)
10ml HCl entsprechen einer Stoffmenge von 0,5 mmol Chlorid. Bis
Tau=0,1 muss ich 1/10 davon als Silbernitrat zugeben, also 1 ml bzw 0,05 mmol.
Dann bleiben nach der Reaktion mit dem Chlorid noch 0,45 mmol Chlorid in insgesamt 11 ml Lösung übrig. Das macht eine Chloridkonzentration von [mm]c_{Cl^-} = \frac{0,45\quad mmol}{11\quad ml} = 0,0409 \frac{mol}{l}[/mm]
Mit dem Löslichkeitsprodukt von Silberchlorid kann ich nun die Silberionenkonzentration ausrechnen:
[mm]K_L = 10^{-10} \frac{mol^2}{l^2} = [Cl^-] \cdot [Ag^+] = 0,0409\frac{mol}{l} \cdot [Ag^+]
[Ag^+] = \frac {10^{-10} \frac{mol^2}{l^2}}{0,0409 \frac{mol}{l}} = 2,4\bar{4} \cdot 10^{-9} \frac{mol}{l}[/mm]
Diese Konzentration muss ich nun in die Nernst-Gleichung einsetzen und so macht man es auch mit den anderen Titrationsgraden.
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Super, danke. Jetzt habe ich das verstanden. Die Angabe sollte eigentlich nicht unvollständig sein, wurde so gefragt. Man soll annehmen Volumen bleibt konstant bei der Titration. Aber das würde ja am Rechnenweg eh nichts ändern, weil du auch gemeint hast, mit jedem anderen Volumen käme dasselbe raus.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 13:35 Mi 03.04.2013 | | Autor: | hunadh |
Wenn das Volumen konstant ist, dann vereinfacht sich natürlich die Berechnung für die Konzentration der Chloridionen, die ist dann einfach
[mm][Cl^-] = [0,05] - Tau \cdot 0,05[/mm]
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Also wäre die Lösung dann für Tau=0,1; 0,045?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:06 Do 04.04.2013 | | Autor: | hunadh |
> Also wäre die Lösung dann für Tau=0,1; 0,045?
Jepp, für die Chloridionen. Die müssen dann noch in die Nernst-Gleichung eingesetzt werden.
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Ok, also ist die Gesamtlösung: E=0,80+0,059*log0,045=0,72V für Tau=0,1?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:43 Do 04.04.2013 | | Autor: | hunadh |
Ja, genau so.
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Bei Tau ist 1 wäre ja die Cl-Konzentration Null und damit kann man ja nicht in die NernstGleichung einsetzen, da es ja keinen log von 0 gibt oder ist da die Lösung einfach auch 0,80 V wie von Silber?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:21 Mo 08.04.2013 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:09 Di 02.04.2013 | | Autor: | Martinius |
Hallo Titrant,
schaue in Eurer Hochschulbibliothek doch einmal nach dem schmalen Band:
Ralf Martens-Menzel / Physikalische Chemie in der Analytik / Teubner-Verlag
LG, Martinius
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:00 Di 02.04.2013 | | Autor: | Titrant |
Ok, danke für den Tipp!
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Ich hätte noch kurz ein anders Bsp und zwar Titration von 0,01M HCl mit 0,01M NaOH, V=1l und man soll den ph-Wert bei Tau=0,9 ausrechnen. Laut Lösung soll pH=3 rauskommen, weiß aber nicht wieso und Rechenweg steht keiner dabei.
Hab das so probiert wie das andere und zwar Tau von 0,9 heißt ja 90% von dem einen Liter umgesetzt. Also 1/90= 0,0111111/0,01=1,111 und davon den log, aber das stimmt dann nicht.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:11 Do 04.04.2013 | | Autor: | hunadh |
Wenn man ein konstantes Volumen annimmt, stimmt pH=3:
Tau=0,9 heißt 90% HCl umgesetzt bzw. 10% noch vorhanden. 10% von 0,01 mol/l
sind: 0,1*0,01 = 0,001 mol/l
Da HCl eine starke Säure ist, entspricht das auch der Hydroniumionenkonzentration. Das macht dann pH=3.
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Aso, super danke! Muss man also mal rechnen und mit dem 10% rechnen und nicht mit den 90%
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Ich habe das 2. Bsp nun auch gerechnet und wollte wissen, ob das stimmt.
Bei Tau gleich eins erhalte ich 1,09V ist ja der Äquivalenzpunkt
Bei Tau gleich 0,5 würde ich ja 0,74V erhalten, da der Halbneutralisationspunkt
Nur wie rechne ich es bei Tau gleich 0,3 wenn keine Konzentration gegegeben ist??
Und bei Tau gleich 1,5 kann ich da einfach die Potentale von Tau gleich 1 und Tau gleich 0,5 einfach zusammenzählen und erhalte dann 1,83V??
Thx
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:21 Mo 08.04.2013 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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