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Spannung zwischen Halbzellen messen und Reaktionsgleichungen
 
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chemie 18



Anmeldungsdatum: 27.09.2014
Beiträge: 9

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 13:58    Titel: Spannung zwischen Halbzellen messen und Reaktionsgleichungen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

vor kurzem haben wir ein Experiment durchgeführt :

Zinkblech in Zinkchloridlösung und Kupferblech in Kupfersulfatlösung und deren Spannung gemessen.

Nun möchte ich die Reaktionsgleichungen aufstellen :

Anode (Oxidations-Halbreaktion): Zn ? Zn2+ + 2e-
Kathode (Reduktions-Halbreaktion): Cu2+ + 2e- ? Cu

Gesamt : Zn + Cu2+ -> Cu + Zn2+

Ist das richtig oder muss da irgendwie noch Cl rein ??!!
(Beide c = 0,1 mol* l-1)

Dies müssen wir auch berechnen, um eine Fehlerbetrachtung durchzuführen:

Die Gleichung lautet dann E = E° + (0,059/ z) * ( lg ...)
Ich muss beide Halbzellen einzeln berechnen. Nun ist meine Frage ob da Cl eine rolle spielt oder ob man einfach die werte von zn und cu nehmen kann ??!

Beim Messen kam eine Spannung von 0,92 V raus und bei der berechnung 1,15 V. Ich weiß jedoch nicht wo der Fehler sein könnte, wieso es zu der großen Abweichung kommen könnte. Habt ihr eine Idee ??!!

Vielen dank schonmal im Voraus

Meine Ideen:
Idee steht oben !!
DOGO



Anmeldungsdatum: 13.09.2014
Beiträge: 17
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 14:33    Titel: Mögliche Lösung Antworten mit Zitat

Nein die Chloridionen musst Du nicht betrachten.

Fehlermöglichkeiten:
a) Hast Du die Lösungen selbst hergestellt, oder waren es irgendwelche Vorratslösungen? Vielleich stimmten die Konzentrationen nicht.

b) Wie waren die beiden Halbzellen miteinander verbunden?

c) Waren die Kupfer- oder Zinkelektrode event. verunreinigt?

d) Waren die Kabelverbindungen zwischen den Halbzellen und dem Spannungsmesser ok?
chemie 18



Anmeldungsdatum: 27.09.2014
Beiträge: 9

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 14:40    Titel: Antworten mit Zitat

Danke erstmal für die Antwort, d.h. meine Reaktionsgleichung stimmt so ?!

a) Das waren Vorratslösungen. -> Wäre eine gute Möglichkeit.
b) Die Halbzellen waren mit Filterpappierstreifen miteinander verbunden.
c) Die Elektroden schienen eigentlich nicht verunreinigt zu sein, also nein.
d) Die Kabelverbindungen waren definitiv inordnung.
DOGO



Anmeldungsdatum: 13.09.2014
Beiträge: 17
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 14:51    Titel: Zusatzlösung Antworten mit Zitat

Ich nehme an, dass in den Reaktionsgleichungen für die Oxidation bzw. Reduktion das Fragezeichen ein Reaktionspfeil sein soll. Die Gleichungen sind sonst ok.

Mit was war der Papierstreifen, der die beiden Halbzellen verbunden hat, getränkt?
Dest. Wasser wäre falsch. Er muss eine Lösung enthalten, deren Ionen nicht an den Redoxprozessen beteiligt sind. Zu empfehlen wäre eine Ammoniumnitratlösung.
chemie 18



Anmeldungsdatum: 27.09.2014
Beiträge: 9

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 14:54    Titel: Antworten mit Zitat

Zink war in Zinkchloridlösung und Kupfer in Kupferchloridlösung.
DOGO



Anmeldungsdatum: 13.09.2014
Beiträge: 17
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 15:01    Titel: 2. Zusatzantwort Antworten mit Zitat

Es geht um die Verbindung der beiden Halbzellen untereinander. Wie Du sagst, wurden diese mit einem Papierstreifen miteinander verbunden.
Ich fragte nun, mit was dieser Streifen getränkt war.
chemie 18



Anmeldungsdatum: 27.09.2014
Beiträge: 9

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 15:04    Titel: Antworten mit Zitat

Ich verstehe das nicht so richtig. Die eine Seite des Streifens war in der Zinkchlorid und die andere Seite des Streifens in der Kupferchloridlösung. Ansonsten haben wir nichts mit dem Streifen vorher angestellt.
DOGO



Anmeldungsdatum: 13.09.2014
Beiträge: 17
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 15:15    Titel: 3. Zusatzantwort Antworten mit Zitat

Der Papierstreifen spielt als Verbindung zwischen den Halbzellen eine grpße Rolle. Er darf natürlich nicht mit den Lösungen der einen oder anderen Halbzelle getränkt werden, sonst werden die Konzentrationen in den Zellen verändert.
Wie ich schon sagte, empfiehlt sich eine Lösung, deren Ionen den Oxidations- bzw. Reduktionsprozess nicht beeinflussen, z.B. Ammoniumnitrat.
chemie 18



Anmeldungsdatum: 27.09.2014
Beiträge: 9

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 15:19    Titel: Antworten mit Zitat

Mhh jetzt bin ich ein wenig verunsichert. Also wir haben es mit der Chloridlösung und dem Streifen so von der Lehrerin gesagt bekommen. :/
DOGO



Anmeldungsdatum: 13.09.2014
Beiträge: 17
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 15:33    Titel: Antworten mit Zitat

4. Zusatzanwort:
Zunächst zum Thema Chlorid:
In die Zinkchloridlösung taucht das Zinkblech. Das Zink kann durch Elektronenabgabe oxidieren, aber die Chloridionen können die Elektronen nicht aufnehmen. Chloridionen können höchstens auch oxidiert werden, aber in der Zinkchloridlösung ist nichts vorhanden, das diese Elektronen aufnehmen könnte.
Deine Lehrerin liegt mit ihrer Experimentieranleitung leider falsch. Wie wurde der Papierstreifen überhaupt getränkt? Je zur Hälfte mit den beiden Lösungen?
Voraussetzung für Euere Potenzialdifferenzmessung war, dass beide Lösungen jeweils die Konzentration c = 0,1 mol/L hatten und nicht, dass ein Teil der Lösung gar nicht mehr vorhanden war, da sie vom Papier aufgesaugt worden ist.
chemie 18



Anmeldungsdatum: 27.09.2014
Beiträge: 9

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 16:26    Titel: Antworten mit Zitat

d.h. dass das Filterpappier in z.B. Kochsalzlösung eingetaucht sein müsste sodass es funktioniert ?!
DOGO



Anmeldungsdatum: 13.09.2014
Beiträge: 17
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 16:52    Titel: 5. Zusatzantwort Antworten mit Zitat

Ich möchte jetzt nicht kleinlich sein, aber der Versuch soll doch korrekt ablaufen.
Wenn Du NaCl-Lösung einsetzt, dann kann - allerdings wird dies keine große Rolle spielen - etwas dieser Lösung auch in die Zinkchloridlösung diffundieren. Die Chloridionenkonzentration ändert sich, wenn natürlich auch kaum merklich. Also keine Chloridionen!

Wenn ich mit meiner Ammoniumnitratlösung als "Tränksubstanz" für das Filtrierpapier bei Dir nicht "landen" konnte, dann hätte ich Kaliumnitrat anzubieten. Dessen Ionen spielen ebenfalls in der Versuchsanordnung keine Rolle.

P.s.: Auf weitere Fragen (Einwände) kann ich erst morgen antworten, da ich heute nicht mehr online bin.
ka



Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 1835

BeitragVerfasst am: 27. Sep 2014 17:14    Titel: Antworten mit Zitat

DOGO hat Folgendes geschrieben:
Voraussetzung für Euere Potenzialdifferenzmessung war, dass beide Lösungen jeweils die Konzentration c = 0,1 mol/L hatten und nicht, dass ein Teil der Lösung gar nicht mehr vorhanden war, da sie vom Papier aufgesaugt worden ist.


Na ja, wenn ein Teil der Lösung vom Papierstreifen aufgesaugt worden sein sollte, weshalb sollte sich dann im verbleibenden Teil der Lösung die Konzentration geändert haben ?

Mich würde interessieren, was wie gemessen wurde : Welchen Eigenwiderstand hatte das Spannungsmessgerät ? Wurde gleichzeitig auch die Stromstärke gemessen oder ein Verbraucher zugeschaltet ?

Grundsätzlich erscheinen mir die Leitfähigkeiten der Lösungen zu gering, man hätte besser mit einem Zusatz von KCl oder KNO3 zur Erhöhung der Leitfähigkeit in beiden Halbzellen gearbeitet . Von den Überführungszahlen her würde auch NH4NO3 passen. Nur steht Ammonium im Gleichgewicht mit NH3 , das mit Cu2+ und Zn2+ Komplexe Ionen bildet. Da ich aber deren Stabilitätskonstanten nicht kenne, kann ich nicht sagen, ob das hier relevant sein könnte.
Sollte aber eine der Lösungen Ammoniak in relevanter Menge enthalten haben, dann würde dies die Halbzellenpoteziale erheblich verändern. Mit der folgenden Tendenz in Bezug auf die Zellspannung : Ammoniak in die Zn2+ /Zn - Halbzelle erhöht die Zellspannung, Ammoniak in die Cu2+/Cu - Halbzelle vermindert die Zellspannung.

_________________
Friedrich Karl Schmidt
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