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Reagieren Kupfer-(I)-Ionen mit Eisen?
 
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BerryBerry
Gast





BeitragVerfasst am: 22. März 2019 15:19    Titel: Reagieren Kupfer-(I)-Ionen mit Eisen? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Liebe Chemiker,

wenn man einen Eisennagel in Kupfersulfat-Lösung gibt, entsteht ein Kupferniederschlag am Eisen. Die Reaktionsgleichung dazu ist Cu2+ + Fe -> Fe2+ + Cu. Da Cu+ in Wasser zu Cu und Cu2+ dissoziiert, müssten nach chemischem GGW (welches bei jeder chemischen Reaktion vorliegt) in unglaublich geringen Mengen auch Cu+-Ionen in der Cu2+-Lösung vorhanden sein. Ich habe mir in der Redoxreihe nun die Standardpotentiale dazu angeschaut und gesehen, dass die Reaktion Cu+ + e- -> Cu ein höheres Standardpotential hat als Cu2+ + 2e- -> Cu. Demnach müsste eigentlich die Reaktion 2Cu+ + Fe -> Fe2+ +2Cu ablaufen. Das GGW der Dissoziierung würde sogar in Richtung Cu+ verschoben werden, wodurch die Reaktion Cu+ mit Fe noch eher stattfindet.

Meine Frage ist nun: Findet eine Reaktion von Cu+ mit Fe statt? Und wenn nicht, warum nicht?

Meine Ideen:
Mein erster Ansatz wäre nun experimentell zu ermitteln, welches Zellpotential eine Fe/Cu2+-Zelle tatsächlich hat. Allerdings konnte ich dazu keine experimentellen Daten finden.

Das die Cu+/Fe-Reaktion nicht abläuft könnte eventuell über die Nernstgleichung erklärt werden, da die Cu+ und Cu Konzentrationen so gering sind. Allerdings müsste nach der Reaktionsgleichung der Dissoziation bei der Rückreaktion mehr Cu+ als Cu vorliegen, was das Standardpotential sogar noch erhöhen würde. Wo liegt mein Denkfehler?
magician4
Administrator


Anmeldungsdatum: 05.10.2009
Beiträge: 11714
Wohnort: Hamburg

BeitragVerfasst am: 22. März 2019 17:10    Titel: Antworten mit Zitat

1) argumentationen mit normalpotentialen "stand alone" fuehren oft zu verwirrungen, so wohl auch hier

2) besser waere es, hier die volle Nernst-gleichung heranzuziehen



von interesse fuer deine frage ist nunmehr das argument des logarithmus: in diesem bruch ist a(Red) = 1 (elementares kupfer halt), aber a(Ox)...
... ist unglaublich klein, da Cu+ halt in so ziemlich all seinen verbindungen eben auch absurd schwerloeslich in wasser ist der ln davon wird also eine grosse negative zahl sein.

das jedoch hat zur folge - weil der ln() halt multiplikativ auftritt - dass das E durch einen sehr substantiellen zweiten term geschmaelert wird .... und ruhe iss.

es ist also ein wenig wie mit den gold-ionen im meerwasser: aufsummiert uebersteigt ihre masse - ueber alle ozeane - locker alle goldvorraete des menschen der welt.
trotzdem kehren unsere (eisen-, stahl-) schiffe nie substantiell rumpf-vergoldet von grosser fahrt zurueck, sondern oftmals im gegenteil eher verrosteter als sie losgefahren sind...

3) Nernst usw. treffen aussagen zur thermodynamik.
die frage , ob da etwas passiert, hat jedoch noch eine zweite seite: man moechte das ergebnis ja auch irgendwie noch miterleben, d.h. auch die kinetik spielt da eine rolle ( selbst wenn die thermodynamik ne reaktion hergibt)

in irgendwelchen abseitigen ultraspuren passiert da sicherlich alles moegliche
relevant ist hingegen allein die reaktion Cu2+ / Fe Fe2+ / Cu


gruss

Ingo

_________________
ein monat im labor erspart einem doch glatt ne viertel stunde in der bibliothek!
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