Gavanische Zelle

Kano89 · Gast

Meine Frage:
Guten Abend zusammen :-) ,

ich hätte mal ein zwei Fragen und hoffe, dass mir jem helfen kann :-) .

Ich habe 2 Halbzellen:
Fe3+ (0,1mol/l) / Fe2+ (0,001mol/l)
Ag+ (0,005mol/l)/Ag

Aufgabe ist:
a) Zellspannung der beiden Zellen berechnen.
b) Wenn man beide Zellen leitend verbindet, welche Zelle bildet den Pluspol, welche Reaktion läuft ab und welches Potential stellt sich ein?

Meine Ideen:

zu a) E= E(Fe3+/Fe2+)+0,059V/z * log(c1/c2) = 0,77V + 0,059V * log(0,1/0,001) =0,888V

E(Ag)=E(Ag+/Ag)+0,059V/z * log( c ) = 0,8V + 0,059 * log(0,005)=0,664V

Das habe ich auch wie in der Lösung des Buchs. Aber jetzt Aufgabenteil b)

Die Gesamtreaktion ist doch: Fe2+ + Ag+ --> Ag + Fe3+ meiner Meinung nach "opfert" sich da unedlere Eisen damit das Silber reduizert werden kann.

Also sind die Teilgelichungen:

Oxidation: Fe2+ --> Fe3+ + e-
Reduktion: Ag+ + e- --> Ag

Und dann weiß ich ja, dass das Gesamtpotential der Zelle: U=E(Kathado)-E(Anode)=E(REduktion)-E(Oxidation)=E(Fe2+) - E(Ag)= 0,664V - 0,888V = -0,224

Damit würde auch Ag+ + e- --> Ag der Pluspol sein.

Leider steht in dem Lösungsbuch alles anders, nämlich dass Eisen der Pluspol ist auch die Reaktionsgleichung sieht anders aus.

Ich würde mich über hilfreiche Erklärungen freuen :-) Beste Grüße Kano

Caipi · Gast

Hey,

also deine Aufgabe a) ist, wie das Buch auch sagt, vollkommen richtig. In der Aufgabe b) ist ein kleiner Denkfehler. Wie du richtig sagst ist Eisen unedler als Silber. Das heißt, bei der Redoxreaktion in der Eisen (in der Oxidationsstufe 0) vorkäme hättest du mit deiner Argumentation recht. Das Standardpotential von Fe3+/Fe ist etwa -0.04V. Somit würde sich hier Eisen auflösen und Silber abscheiden.

Wenn du aber auf die von dir berechneten Potentiale schaust, siehst du, dass es sich beim Redoxsystem Fe3+/Fe2+ anders verhält. Dieses hat bei den gegebenen Konzentrationen das Redoxpotential 0.888V und ist somit edler als das Ag/Ag+ Potential. Das positivere Potential ist immer die Kathode und diese ist in der galvanischen Zelle positiv, da sie den "Elektronenakzeptor" repräsentiert. Diese Aufgabe kommt hier dem System Fe3+/Fe2+ zu und es läuft die Reaktion

ab. Dementsprechend ist die Silberhalbzelle hier tatsächlich unedler (kleineres Redoxpot.) und Silber wird hier oxidiert. Es läuft die Reaktion

ab. Silber ist hier also ein "Elektronendonor". Die Gesamtreaktion ist demnach

und die Zellspannung berechnet sich, wie du im prinzip ja richtig erkannt hast gemäß der Formel

EMK=E(Kathode)-E(Anode)=0.888V-0.664V=0.224V

Bei solchen Fragestellung empfielt es sich immer streng nach der Größe der Redoxpotentiale zu gehen, da man was das Abschätzen von "Edel und Unedel" angeht bei etwas unüblicheren Redoxsystemen auch schnell mal daneben liegen kann.

Viele Grüße
Caipi

Kano89 · Gast

Hey Capi,

danke für die ausführliche Antwort. Jetzt hab ichs super verstanden :-)

schönes Wochenende und so smile

Kano