Elektroden 2ter art < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:54 Fr 29.06.2007 | | Autor: | SusaSch |
Huhu
Hab da gleich noch ein neues problem :(. Diesmal geht es um elektroden 2ter art bzw deren potentialbestimmung. Haben dazu im heft das bsp einer Silber/Silberchloridelektrode in ner KCl-lösung . Ersmal die frage wie das funktionieren soll. Das AgCl das um die elektrode ist ist ja ein schwerlösliches salz. Löst sich das nicht auf? Und warum macht man das überhaupt? wer gibt hier elektronen ab und im anderen fall wer scheidet sich ab? Allgemeiner was passiert bei dem ding?
Nun aber zum anderen problem > potentialbestimmung. Folgender aufschrieb.
Ag^+- Konz gegeben durch KL ( AgCl) und Cl^(-)- Konz:
KL (AgCl) =[ Ag^+] * [ Cl^-] = 10^-10 [mm] M^2
[/mm]
> [ Ag^+] = KL /[Cl^-]
UH = U0(Ag/Ag^+) +0,059V *lg (Kl/[Cl^-])
Für [ KCL] = [Cl^-] = 0,2 M ergibt sich :
UH = 0,8V +0,059V *lg ( 10^(-10) / 0,2) = 0,25V
Nochmal die frage > was geht da eigentlich vor sich? Das AgCl löst sich auf > und dann? Geht dann das Ag in lösung? ....
Das andere Problem bei der Potentialberechnung. Ich denke das AgCl löst sich auf und man möchte (warum auch immer) die Konzentration von dem Ag^+ wissen.
Für [ KCL] = [Cl^-] = 0,2 M ergibt sich :
So diese zeile finde ich unlogisch. Mal angenommen das AgCl löst sich auf. Dann kann man doch nicht sagen, dass die Konzentration vom Cl^(-) diese 0,2 vom KCL sind > schließlich kommen die Cl^- ionen vom gelösten AgCl dazu oder nicht?
Hoffe man kann mein problem einigermaßen verstehn.
LG Susi
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:22 Fr 29.06.2007 | | Autor: | SusaSch |
Hallo
Jup hab mir dazu chon einige seiten angeschaut > aber wirklich geholfen hat das nicht. Leider...
LG susi
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Hallo Susasch,
Die der Silber-Silberchloridelektrode zugrunde liegende Reaktion ist ja
Ag <--> [mm] Ag^{+} [/mm] + [mm] e^{-}
[/mm]
Bei einer Konzentration von [mm] [Cl^{-}] [/mm] = 0,2 mol/l hast Du das Potential richtig berechnet zu [mm] U_{H} [/mm] = +0,25 V.
Jetzt kommt es auf die andere Halbzelle an, wenn man wissen will was passiert.
Ist deren Redoxpotential größer als 0,25 V, so geht in der Silber-Silberchloridzelle elementares Silber in Lösung, wird also oxidiert, auf dass die Silberionenkonzentration in der Lösung steige.
In Folge dessen fällt etwas AcCl aus der Lösung aus (bzw. kristallisiert auf dem ohnehin schon vorhandenem AgCl-Überzug), da das Löslichkeitsprodukt von AgCl überschritten wird.
Ist das Redoxpotential der anderen Halbzelle geringer als 0,25 V, so werden in der Silber-Silberchlorid-Halbzelle aus der umgebenden Lösung Silberionen auf dem Silbermetall abgeschieden; [mm] Ag^{+} [/mm] wird also reduziert. In Folge dessen sinkt [mm] [Ag^{+} [/mm] ], also geht etwas von dem AgCl in Lösung, um das Löslichkeitsprodukt zu erfüllen.
Wenn man einen zur Hälfte mit schwerlöslichem AgCl überzogenen Silberdraht in eine KCl-Lösung taucht (z.B. mit der Konzentration [mm] [Cl^{-}] [/mm] = 0,2 mol/l), so geht zunächst etwas AgCl in Lösung, bis das Löslichkeitsprodukt erfüllt ist, also [mm] [Ag^{+}] [/mm] = 5 * [mm] 10^{-10} [/mm] mol/l.
Die Chloridionenkonzentration ist dann:
[mm] [Cl^{-}] [/mm] = (0,2 + 0,000 000 000 5) mol/l [mm] \approx [/mm] 0,2 mol/l
, bleibt also fast unverändert.
Genauso verhält es sich, wenn das Potential der anderen Halbzelle unter 0,25 V sinkt.
LG, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 00:16 Sa 30.06.2007 | | Autor: | SusaSch |
Hallo
Vielen dank für die kleine aufklärung :). Aber auch da müssen wir leider von grund auf drangehn. Das löslichkeitsprodukt macht mir probleme. habe mir das versucht anzulesen. Soweit ich das gelesen habe ist das ne konstante die angibt, wieviel von nem salz gelöst werden kann (oder so :)).
KL (AgCL) = [Ag^+] * [cl^-] = 10^(-10) [mm] M^2
[/mm]
heißt das also z.B. das die konzentration von Ag^+ und Cl^- zusammen immer diese 10^(-10) ist?. Also z.B.
[Ag^+] = 10^(-4)
[Cl^-] = 10^(-6]
Also egal wie die einzele konz ist, dass es zusammen immer die 10^(-10) gibt?
Die KCL Lösung ist doch gesättigt, d.h. es geht nichts mehr an salz rein.
Und wenn man da jetzt das potential berechnet, was macht man da eigentlich? Ich nehme an, dass man die oxidierte form sucht ( für die gleichnug).
Ag > Ag ^+ + e^-
Wäre ja Ag^+
Nur dacon hat man ja leider die konzentration nicht.
Ist da jetzt nicht nur KCl in der lösung, sondern hat sich schon etwas von dem AgCl gelöst? Denn man sucht ja die Konz von Ag^+. Aber es ist doch gar kein Ag^+ in der lösung. Ich habe mir das jetzt so gedacht. Man weiß wieviel Cl^- in der lösung ist ( 0,2) und kann jetzt durchs löslichkeitsprodukt rausfinden, wie viel Ag^+ sich noch lösen könnte ( aber noch nicht hat?). Oder so :(
Ag^+- Konz gegeben durch KL ( AgCl) und Cl^(-)- Konz:
KL (AgCl) =[ Ag^+] * [ Cl^-] = 10^-10
> [ Ag^+] = KL /[Cl^-]
UH = U0(Ag/Ag^+) +0,059V *lg (Kl/[Cl^-])
Für [ KCL] = [Cl^-] = 0,2 M ergibt sich :
UH = 0,8V +0,059V *lg ( 10^(-10) / 0,2) = 0,25V
Und wie ist das eigentlich nochmal mit dem lösen. Das löslichkeitsprodukt von AgCl ist ja 10^(-10). Das heißt soviel AgCl kann sich lösen. Und was ist mit dem KCL? Kann die lösung zusätklich noch das zeug lösen. Kanns also nur kein Ag^+ mehr lösen aber K^+ trotzdem noch oder so ?
Kannst du mir das vll nochmal versuchen näher zu bringen?
Lg Susi
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Hallo Susasch,
zuerst einmal zu deiner Potenz-Schreibweise im Forum: Du schreibst z.B. Ag^(+), solltest aber Mengen-Klammern benutzen {+}, damit ein Exponent daraus wird.
Dass das Löslichkeitsprodukt eine Konstante ist, hast Du ganz richtig erkannt. Also z. B.
[mm]K_{L} = [Ag^{+}]*[Cl^{-}]= 10^{-10} mol^{2}/l^{2}=const.[/mm]
,d.h., wenn man eine Konzentration gegeben hat, kann man mit dem Löslichkeitsprodukt die andere Konzentration bestimmen.
Der Graph, bei dem auf der Ordinate [mm] [Ag^{+}] [/mm] aufgetragen ist und auf der Abszisse [mm] [Cl^{-}] [/mm] ist ein Hyperbelast.
[mm][Ag^{+}] = \bruch{K_{L}}{[Cl^{-}]}[/mm]
Deine KCl -Lösung hat eine Konzentration von c = 0,2 mol/l und ist nicht gesättigt. Wenn Du danach googlest erfährst Du, das die Löslichkeit von KCl 350 g/l bei 20°C beträgt, d.h. eine gesättigte Lösung hat eine Konzentration von c = 4,7 mol/l.
Auch in dem link von Zerglein wurde nur eine konzentrierte KCl-Lösung erwähnt, mit c = 3 mol/l; also auch nicht gesättigt.
Wenn man das Potential der Silber-Silberchlorid-Halbzelle berechnet, so setzt man in die Nernstsche Gleichung die Silberionenkonzentration ein, die ja durch die Chloridionenkonzentration bestimmt wird, also gleich dem Quotienten aus Löslichkeitsprodukt und Chloridionenkonzentration ist, wie Du es ja schon richtig vorgerechnet hast.
Auf die Frage, ob schon Silberionen in der Lösung sind, habe ich Dir bereits in meinem ersten post geantwortet. Dort habe ich beschrieben, was geschieht, wenn man zum ersten Mal eine teilweise mit AgCl überzogene Silberelektrode in eine KCl-Lsg. taucht.
Nachdem was Du geschrieben hast, hast Du es aber verstanden. Gerechnet hast Du auch richtig.
Da die KCl-Lösung der Silber-Silberchlorid-Elektrode nicht gesättigt ist, löst sich solange AgCl, bis das Löslichkeitsprodukt von AgCl erreicht wird (siehe Rechnung in meinen ersten post).
Wenn die KCl-Lösung gesättigt wäre (c = 4,7 mol/l), würde sich nach meiner Vermutung das AgCl ebenfalls lösen, bis das Löslichkeitsprodukt von AgCl erreicht [mm] wäre([Ag^{+}] [/mm] = 2,1 * [mm] 10^{-10} [/mm] mol/l), und dafür etwas KCl ausfallen (1,58 * [mm] 10^{-8} [/mm] g/l). Sicher bin ich mir hier aber nicht.
Die Frage ist aber eh' hypothetisch, da in Silber-Silberchlorid-Elektroden keine gesättigte KCl-Lösung vorliegt.
LG, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:30 Sa 30.06.2007 | | Autor: | SusaSch |
Hallo
Danke für den tipp mit den potenzen. Und tut mir leid, das du dich wiederholen musstest.
Wenn man einen zur Hälfte mit schwerlöslichem AgCl überzogenen Silberdraht in eine KCl-Lösung taucht (z.B. mit der Konzentration = 0,2 mol/l), so geht zunächst etwas AgCl in Lösung, bis das Löslichkeitsprodukt erfüllt ist, also [mm] [Ag^{+}]= [/mm] 5 * [mm] 10^{-10} [/mm] mol/l.
Die Chloridionenkonzentration ist dann:
= (0,2 + 0,000 000 000 5) mol/l 0,2 mol/l
, bleibt also fast unverändert.
Also das löslichkeitsprodukt ist:
KL [mm] =[Ag^{+}] [/mm] * [mm] [Cl^{-}] [/mm] = [mm] 10^{-10}mol^2*l^{-2}
[/mm]
In normalem wasser hieße das doch, dass die konzentration von beidem jeweils [mm] 10^{-5} mol*l^{-1} [/mm] wäre.
So nun haben wir aber kein wasser sondern kcl. Insgesamt kann sich ja nur [mm] 10^{-10} mol^2*l^{-2} [/mm] AgCl lösen.
Das wären doch dann 0,0000000001 mol/l. Aber wenn doch schon vom KCL 0,2 mol/l [mm] Cl^{-1} [/mm] in der lösung rumschwimmt ist damm das löslichkeitsprodukt nicht schon vollkommen überschritten?
0,2 ist doch größer als 0,0000000001.
Klar ergibt sich aus 0,2 * [mm] 5*10^{-10} [/mm] = [mm] 10^{-10}
[/mm]
Aber trotzdem.
Bis auf diese kleine dumme denkfehler is es mir soweit jetzt klar.
Hoffe ich gehe dir nicht zu sehr auf die nerven.
Lg Susi
Ps. Die rechnung stammt aus meinem heft > gerechnet habe ich das leider nicht
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Hallo Susasch,
frag' nur; wie soll man sonst etwas lernen. (Ich wollte nicht grantig wirken; sorry.)
Ich hab eben mal nachgeguckt, den Literaturwert für AgCl; er beträgt: 1,7 * [mm] 10^{-10} mol^{2}/l^{2}. [/mm] Für den weiteren post bleib ich aber mal bei deinem Wert, weil sich bequemer damit rechnen lässt.
Bis zu deiner Aussage, dass in normalem Wasser eine Konzentration von [mm] [Ag^{+}] [/mm] = [mm] [Cl^{-}] [/mm] = [mm] 10^{-5} [/mm] mol/l vorliegt, ist dein post richtig.
Deine nächsten Sätze stimmen dann nicht mehr.
>Insgesamt kann sich ja nur [mm] 10^{-10}mol^{2}l^{-2} [/mm] AgCl lösen.
>Das wären doch dann 0,0000000001 mol/l.
Das Löslichkeitsprodukt ist keine Löslichkeit! Das sind zwei verschiedene physikalisch-chemische Größen mit verschiedenen Einheiten!
Die Einheit der Löslichkeit ist z. B. mol/l.
Wenn Du jetzt von deinem vorletzten Satz einen Schritt weiter denkst [mm] ([Ag^{+}] [/mm] = [mm] [Cl^{-}] [/mm] = [mm] 10^{-5} [/mm] mol/l ), dann ist die Konzentration des AgCl in reinem Wasser (ohne gleichionigen Zusatz) ebenfalls [mm] 10^{-5} [/mm] mol/l.
Wenn die Lösung bereits 0,2 mol/l [mm] Cl^{-} [/mm] enthält und man fügt jetzt AgCl hinzu, dann ist das Löslichkeitsprodukt des AgCl im ersten Augenblick nicht überschritten, nicht im Entferntesten erreicht, da ja noch kein AgCl in Lösung gegangen ist.
Erst wenn man umrührt, bzw. einige Tage wartet, stellen sich die Konzentrationen so ein, das das Löslichkeitsprodukt des AgCl erfüllt wird (aber nicht überschritten); d.h., es ist eine winzige Menge AgCl in Lösung gegangen.
Man erhält sie aus dem Löslichkeitsprodukt; da íst gar nichts Kompliziertes dabei:
[mm][Ag^{+}] = \bruch{K_{L}}{[Cl^{-}]} = 5*10^{-10}mol/l[/mm]
D. h.:
[mm] [Ag^{+}] [/mm] = [mm] 5*10^{-10}mol/l [/mm]
in Lösung gegangenes AgCl [mm] \hat= 5*10^{-10}mol/l
[/mm]
[mm] [Cl^{-}] \approx [/mm] 0,2 mol/l.
LG, Martinius
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:07 Sa 30.06.2007 | | Autor: | SusaSch |
hallo
Wie war das nochmal mit den bäumen und dem wald :(. Ich habs jetzt nochmal durchdacht aber ....
Nehmen wir nochmal den fall.
Das Löslichkeitsprodukt ist keine Löslichkeit! Das sind zwei verschiedene physikalisch-chemische Größen mit verschiedenen Einheiten!
Die Einheit der Löslichkeit ist z. B. mol/l.
Wenn Du jetzt von deinem vorletzten Satz einen Schritt weiter denkst [mm] [Ag^{+}] [/mm] = [mm] [Cl^{-} [/mm] = [mm] 10^{-5} [/mm] mol/l ), dann ist die Konzentration des AgCl in reinem Wasser (ohne gleichionigen Zusatz) ebenfalls [mm] 10^{-5} [/mm] mol/l.
Klar wenn beide die gleiche konzentration haben und sich zusammentun, ist die konzentration des AgCl genau gleich groß wie die konzentration als sie einzeln waren. Aber was ist denn dann das [mm] 10^{-10}. [/mm] Ich dachte es gibt an wie hoch die maximale konzentration an AgCl sein kann(aber wenn die ja [mm] 10^{-5} [/mm] ist). Es gibt doch an wie viel salz gelöst werden kann (oder nicht?). Schon allein das man die konzentrationen multipliziert. Was gibt den das ergebnis [mm] (10^{-10} [/mm] an ?
LG Susi > die die hoffnung hat das ihr irgendwann mal ein licht aufgeht
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Hallo Susasch,
das Löslichkeitsprodukt ist erstmal eine unanschauliche Größe. Das Produkt aus zwei (im Falle eines binären Salzes) Konzentrationen.
Man kann aus der unanschaulichen Größe "Löslichkeitsprodukt" aber durch mathematische Umformungen anschauliche Konzentrationsangeben gewinnen:
- löst man z.B. AgCl in neutralem Wasser (ohne gleichionigen Zusatz), so gewinnt man die einzelnen Konzentrationen folgendermaßen:
[mm] [Ag^{+}] [/mm] = [mm] [Cl^{-}] [/mm] ,d.h.
[mm]K_{L} = [Ag^{+}]^{2} = [Cl^{-}]^{2}[/mm] , d.h.
[mm][Ag^{+}] = [Cl^{-}] = \wurzel{K_{L}} = \wurzel{10^{-10}mol^{2}l^{-2}} = 10^{-5} mol/l[/mm]
- ist gleichioniger Zusatz in der Lösung vorhanden und dessen Konzentration bekannt, so gewinnt man die Konzentration des anderen Ions indem man das Löslichkeitsprodukt durch die Konzentration des bekannten dividiert.
Also: [mm] K_{L} [/mm] gibt nicht die maximale AgCl-Konzentration an, sondern [mm] \wurzel{K_{L}} [/mm] (in reinem Wasser).
LG, Martinius
P.S. schau mal in diesen Link: https://www.vorhilfe.de/read?t=233480
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http://de.wikipedia.org/wiki/Silber-Silberchlorid-Elektrode