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Unterschiedliche Konzentrationen in den Halbzellen
 
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dnlgrnr



Anmeldungsdatum: 05.11.2016
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 05. Nov 2016 21:35    Titel: Unterschiedliche Konzentrationen in den Halbzellen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hey zusammen!
Im Chemie LK behandeln wir gerade galvanische Zellen. Bei einer Übungsaufgabe sollen wir zunächst die Zellspannung zweier galvanischer Zellen ausrechnen und diese dann vergleichen.

Die erste Zelle besteht aus den Halbzellen

und
.
Die errechnete Zellspannung betrug -0,05 V.

Die zweite Zelle besteht aus den Halbzellen

und
.
Hier beträgt die Zellspannung laut meiner Rechnung 0,07 V.

Mein Problem ist, dass ich bei der Bewertung dieser Ergebnisse auf keinen grünen Zweig komme.

Meine Ideen:
Grundsätzlich handelt es sich ja zweimal um das gleiche Element, nur mit unterschiedlichen Konzentrationen. Gemäß der klugen Tabellen habe ich Sn als Anode und Pb als Kathode festgelegt. Bei der ersten Zelle scheint das wegen der Konzentration nicht zu klappen. Ich hatte mir überlegt, dass sich Plus- und Minuspol deshalb vertauschen.
Aber: Warum passiert das nur, wenn die Anode eine deutlich höhere Konzentration als die Kathode hat? Und stimmt meine Überlegung, dass Plus- und Minuspol tauschen, überhaupt?

Ich würde mich sehr über Antworten freuen!

LG, Daniel
Nobby
Administrator


Anmeldungsdatum: 20.10.2014
Beiträge: 2789
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: 05. Nov 2016 21:45    Titel: Antworten mit Zitat

Was Du beschreibst sind sogenannte Konzentrationszellen.

Hier als Beipiel wo das gleiche Material genommen wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Konzentrationselement
dnlgrnr



Anmeldungsdatum: 05.11.2016
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 11:59    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby hat Folgendes geschrieben:
Was Du beschreibst sind sogenannte Konzentrationszellen.

Hier als Beipiel wo das gleiche Material genommen wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Konzentrationselement


Soweit ich weiß, ist ein Konzentrationselement nur dann vorhanden, wenn beide Halbzellen bis auf die Konzentration identisch sind. In meiner Aufgabe ist das nicht der Fall. Ich habe zwei galvanische Zellen, die in ihrem jeweiligen Aufbau bis auf die Konzentration in den jeweiligen Halbzellen identisch sind.
Oder habe ich etwas falsch verstanden?
Nobby
Administrator


Anmeldungsdatum: 20.10.2014
Beiträge: 2789
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 12:05    Titel: Antworten mit Zitat

Hier kommt noch zusätzlich dazu, daß Du 2 Zellen mit unterschiedlichen Materialien hast. Das Delta E0 ist hier dann abhängig vom Material. Bei der reinen Konzentrationszelle ist nur ein Material vorhanden und Delta E0 dann 0.
ka



Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 1835

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 19:01    Titel: Antworten mit Zitat

dnlgrnr hat Folgendes geschrieben:
Nobby hat Folgendes geschrieben:
Was Du beschreibst sind sogenannte Konzentrationszellen.

Hier als Beipiel wo das gleiche Material genommen wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Konzentrationselement


Soweit ich weiß, ist ein Konzentrationselement nur dann vorhanden, wenn beide Halbzellen bis auf die Konzentration identisch sind. In meiner Aufgabe ist das nicht der Fall. Ich habe zwei galvanische Zellen, die in ihrem jeweiligen Aufbau bis auf die Konzentration in den jeweiligen Halbzellen identisch sind.
Oder habe ich etwas falsch verstanden?


Soweit ich sehe, haben nicht Sie, sondern Nobby sich geirrt. Nur können unterschiedliche Konzentrationen auch in den Metallen in Form von z.B. Metallegierungen mit unterschiedlichem Gehalt an Hauptbestandteil gegeben sein.
Aber lassen Sie sich nicht weiter beirren. Konzentrationselemente kommen in Ihrer aktuellen Aufgabe nicht vor.

_________________
Friedrich Karl Schmidt
Nobby
Administrator


Anmeldungsdatum: 20.10.2014
Beiträge: 2789
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 19:13    Titel: Antworten mit Zitat

Gut ich habe mich geirrt. Aber was ist denn nun der Unterschied, wenn die Konzentrationen der beiden Zellen getauscht sind.

Wenn ich mir eine Zelle, die nur aus Kupfer besteht vorstelle aber unterschiedliche Konzentrationen in den beiden Compartments vorstelle versucht das System sich auszugleichen. In dem verdünnterem Compartment löst sich Kupfer (wird oxidiert sprich Anode) in dem konzentrierteren wird dieses abgeschieden reduziert (Kathode).

In dem aktuellen Beispiel sind es unterschiedliche Stoffe aber doch sonst der gleiche Sachverhalt oder nicht? Oder wo bin ich da auf dem Holzweg?
ka



Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 1835

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 19:26    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby hat Folgendes geschrieben:
Gut ich habe mich geirrt. Aber was ist denn nun der Unterschied, wenn die Konzentrationen der beiden Zellen getauscht sind.



Das können Sie doch nicht ernsthaft fragen ....

_________________
Friedrich Karl Schmidt
Nobby
Administrator


Anmeldungsdatum: 20.10.2014
Beiträge: 2789
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 19:33    Titel: Antworten mit Zitat

Die Polarität kehrt sich um, was ja in dem gegeben Beispiel auch gemessen wurde. Aber das war jetzt nicht meine Frage.

Was ist in meinen oberen Ausführungen falsch. Auch wenn man sich manchmal fetzt würde ich gerne verstehen was falsch ist.
ka



Anmeldungsdatum: 01.10.2012
Beiträge: 1835

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 20:00    Titel: Re: Unterschiedliche Konzentrationen in den Halbzellen Antworten mit Zitat

Zitat:
Grundsätzlich handelt es sich ja zweimal um das gleiche Element, nur mit unterschiedlichen Konzentrationen. Gemäß der klugen Tabellen habe ich Sn als Anode und Pb als Kathode festgelegt. Bei der ersten Zelle scheint das wegen der Konzentration nicht zu klappen. Ich hatte mir überlegt, dass sich Plus- und Minuspol deshalb vertauschen.
Aber: Warum passiert das nur, wenn die Anode eine deutlich höhere Konzentration als die Kathode hat? Und stimmt meine Überlegung, dass Plus- und Minuspol tauschen, überhaupt?



Ob eine Chemische Reaktion von links nach rechts oder umgekehrt läuft , hängt bekanntlich nicht nur von den Stoffen, sondern auch von deren Konzentrationen ab. Bei Reaktionen in galvanischen Zellen ist dies nicht anders : Jede Reaktion läuft bis zum Gleichgewicht . Wenn also die Produktkonzentrationen bereits von vorn herein höher und /oder die Eduktkonzentrationen niedriger sind als der jeweiligen Gleichgewichtslage entspricht, so läuft die Reaktion in der Gegenrichtung. Bis zu den dem Gleichgewicht entprechenden Konzentrationsverhältnis, versteht sich.

Ich würde Ihnen raten , einmal das MWG zu formulieren für

Sn + Pb^2+ <-> Sn^2^+ + Pb

Die Konzentrationen der Metalle sind konstant, wenn wir von reinen Metallen ausgehen. Als variable Konzentrationen bleiben also c(Pb^2+) und c(Sn^2+). Falls Sie den Eindruck haben, dies ziele an Ihrem Problem vorbei, dann hat Ihr Lehrer mehr als nur etwas versäumt.

Im Übrigen : Ja die Konzentrationsverhältnisse können ( natürlich !!! ) die Polung eines galvanischen Elements verändern.

_________________
Friedrich Karl Schmidt
dnlgrnr



Anmeldungsdatum: 05.11.2016
Beiträge: 3

BeitragVerfasst am: 06. Nov 2016 22:16    Titel: Antworten mit Zitat

ka hat Folgendes geschrieben:
Im Übrigen : Ja die Konzentrationsverhältnisse können ( natürlich !!! ) die Polung eines galvanischen Elements verändern.


Danke. Das war genau das, was ich gesucht habe! Wir haben die Polung bisher nur anhand der Tabellen bestimmt und ich wusste nicht, ob Konzentrationsverhältnisse sich über diese Tabellen "hinwegsetzen" können.
Also vielen Dank!
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