Redoxpaar zur Berechnung des Löslichkeitsprodukt von AgSCN?

1 Antwort

Da ich nicht verstehe, was DU in Deinem letzten Absatz schreibst, rechne ich das Bei­spiel einfach durch.

Ag⁺ + e¯ ⟶ Ag                           ε⁰=+0.7996 V
AgSCN + e¯ ⟶ Ag + SCN¯       ε⁰=+0.0895 V

Wenn diese beiden Potentiale gegeben sind, dann können wir das Lös­lich­keitsprodukt Kₛₚ von AgSCN ausrechnen. Das Löslichlkeitsgleichgewicht ist be­kannt­lich einfach an­zuschreiben als

Ag⁺ + SCN¯ ⟶ AgSCN↓             Kₛₚ=c(Ag⁺)⋅c(SCN¯)

und damit können wir leicht in die Nernstsche Gleichung gehen; für die AgSCN-Elek­tr­ode gilt nämlich c(SCN¯)=1 mol/l und c(Ag⁺) kriegen wir dann simpel aus der obigen Gleichung als (mit schlampigem Einheitenchaos) c(SCN¯)=Kₛₚ, also schreiben wir das alles an und lösen nach Kₛₚ auf:

Bild zum Beitrag

Das paßt auch zum Literaturwert 1.03·10¯¹² mol²/l² auf Wikipedia.

 - (chemische Reaktion, Redoxreaktion, Elektrochemie)

YesIWannaKnow 
Beitragsersteller
 04.09.2024, 11:24

Vielen Dank erstmal für deine Antwort!

Wie mit der Nernst-Gleichung umzugehen ist, ist mir bekannt, jedoch versteh ich nicht wie ich auf das Richtige Ergbenis der Zellspannung komme.

Laut Lösung sollte dieses -0,7105V betragen.

Ich bekomme aber +0,7101 heraus, also genau das umgekehrt positive (bis auf die letzte Nachkommerstelle).

(I) Ag⁺ + e¯ ⟶ Ag              ε⁰=+0.7996 V

(II) AgSCN + e¯ ⟶ Ag + SCN¯   ε⁰=+0.0895 V

In dem Fall ist doch (II) die Anode (wegen des niedrigeren Standardreduktionspotentials) und (I) die Kathode.

Mit E(zelle)=E(Kathode) - E(Anode) bekommt man doch E(zelle)=0,7101V

Weiters verstehe ich deine Umformung von Ksp nicht ganz. In der Klammer (ε - ε⁰) ist doch ein Fehler, das ganze sollte doch (ε⁰ - ε) sein, oder?

Vielen Dank im Voraus für deine Antwort.

Lg

indiachinacook  04.09.2024, 12:31
@YesIWannaKnow

In Deiner Frage hattest Du geschrieben:

Gefragt ist mit Hilfe eines weiteren geeigneten Standardredoxpotential das Löslichekeitsprodukt zu berechnen.

daher habe ich das ausgerechnet. Dann hast Du noch einen zweiten Absatz hin­ge­schrie­ben, in dem von einer Spannung die Rede ist, aber Du hast nicht angegeben, von wel­cher Zel­le die Rede ist, also habe ich das ignoriert.

Jetzt sieht es so aus, als ob Du ein Element aus einer Standard-Silber-Elektrode und einer AgSCN-Elektrode basteln willst. Für letztere hast Du auch ein Potential an­ge­ge­ben, für erstere nicht, deshalb habe ich den Wert ε⁰=+0.7996 V von Wiki­pe­dia geklaut.

Bei diesem Element handelt es sich um eine Konzentrationszelle, der relevante Pro­zeß ist also simpel, daß die Ag⁺-Ionen die Konzentrationsdifferenz ausgleichen wol­len. Folg­lich ver­schwin­den welche aus der Standard-Silber-Halbzelle (Reduktion zum Me­tall = Kat­hode = Pluspol) und es bil­den sich neue in der AgSCN-Halbzelle (Oxidation des Ag-Me­talls zum Ag⁺ = An­ode = Minuspol). Die Ge­samt­zell­span­nung ist das Potential der Kathode minus dem der An­ode (weil die Po­ten­ti­a­le per De­fi­ni­tion Reduk­tions­poten­tiale sind, sich also auf die Kat­hode be­zie­hen und für die An­ode mit minus Eins mul­ti­pli­ziert werden müssen).

Die gemessene Spannung ist also positiv, und das ist immer so, weil nur ein positi­ves ΔE einem negativen ΔG entspricht (weil ΔG=−zFΔE), und nur ein negatives ΔG ergibt eine spontane Reaktion und damit eine funktionsfähige elektrochemische Zelle.

Wenn Deine vorgegebene Lösung negativ ist, dann sehe ich nur zwei Möglich­kei­ten: Ent­weder ist das falsch, oder ist es etwas sehr Spezifisches gefragt, das nicht der der ex­peri­men­tell meßbaren Zellspannung entspricht, z.B. „Welche Span­nungs­dif­fe­renz durch­läuft ein Elek­tron von der Ag⁺-Elektrode (Pluspol) zur AgSCN-Elektr­ode (Mi­nus­pol)?“. Der Witz ist na­­tür­­lich, daß die Elek­tro­nen in echt den Gegenweg (also vom Minuspol zum Pluspol) nehmen.

Ich bilde mir ein, daß die Umformung richtig ist. Erinnere Dich: ln(1/Kₛₚ) = −ln(Kₛₚ)

YesIWannaKnow 
Beitragsersteller
 04.09.2024, 13:08
@indiachinacook

Vielen herzlichen Dank für die ausführliche Antowort!

Dann muss die Lösung die ich habe für das Standardpotential der Zelle tatsächlich falsch sein..

Eine frage hätte ich aber tatsächlich noch: Du schreibst ".... weil die Po­ten­ti­a­le per De­fi­ni­tion Reduk­tions­poten­tiale sind, sich also auf die Kat­hode be­zie­hen und für die An­ode mit minus Eins mul­ti­pli­ziert werden müssen).

Nehmen wir ein klassiches Daniell Element als Veranschaulichung her. Die Halbzellengleichungen sind wie folgt:

Zn(2+) + 2e(-) --> Zn mit E=-0,7628V

Cu(2+) + 2e(-) --> Cu mit E=+0,337V

In desem Fall ist die Zinkelektrode die Anode und die Kupferelektrode die Kathode.

Die Zellspannung beträgt mit Kath. - Anode = 0,337-(-0,7628) = 1,1V

Hier muss keine der beiden gegeben Spannungen mit -1 multipliziert werden um zum richtigen Ergebnis zu kommen.

Wann bzw. unter welchen Bedingungen muss also eines der beiden Potential im Vorzeichen umgedreht werden?

indiachinacook  04.09.2024, 14:36
@YesIWannaKnow
Kath. - Anode
Hier muss keine der beiden gegeben Spannungen mit -1 multipliziert werden

Doch, die Anode. So wie Du es auch richtig gemacht hast — letztlich ist die Span­nung die Summe vom Oxi­da­tions­potential der Anode und dem Reduktionspotential der Kat­hode. Und da das Oxi­da­tions­potential nur ein vorzeichenumgedrehtes Re­duk­­tions­­poten­tial ist, kommt man daraus zum Vorgehen Kathode−Anode (jeweils in Reduk­tions­poten­tia­len).