Nernst-Gleichung einfach erklärt + Übungsaufgaben | Chemie Endlich Verstehen
Chemie Endlich Verstehen
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Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Chemie endlich verstehen heute mit dem Thema namensgleichung speziell für metallerbsen als wichtiges Vorwissen
0:08 solltet ihr galvanische Zellen kennen standardpotenziale Zellspannung berechnen können und ihr sollte wissen
0:14 was konzentrationszellen sind falls ihr das noch mal nachschauen müsst schaut in die Beschreibung da sind die Links zu
0:19 diesem Videos grundsätzlich ist die lernsgleichung eine Gleichung die den Zusammenhang
0:27 zwischen Ionenkonzentration und Elektrodenpotential beschreibt das ist notwendig weil beobachtet werden kann
0:34 dass immer wenn die Ionenkonzentration größer wird auch das Elektrodenpotential größer wird
0:41 immer wenn die jungen Konzentration sich verzehnfacht steigt das elektronenpotential um 59 millvolt das
0:48 ganze wurde von Ernst in eine Gleichung gegossen und die sieht folgendermaßen aus das Elektrodenpotential je ohne 0
0:56 weil es nicht mehr der Standard elektronenpotential ist von einer metallbezelle me steht hier einfach für
1:02 Metall das Z plus steht für die Ladung des metallkations diese ergibt sich aus dem
1:10 standardpotential E0 von diesen Metall bzw dieser metallzelle plus 59 Millivolt bzw
1:22 0,059 Volt geteilt durch z das Z steht für die Ladung des metallions dieses redoxes und das findet sich immer hier
1:31 oben im Exponenten das heißt das müsste ich nicht merken das müsste einfach nur nachgucken
1:38 und das ganze wird multipliziert mit dem Logarithmus von der Konzentration des Elektrolyten geteilt durch mol pro Liter
1:47 die Konzentration des Elektrolyten ist immer angegeben das heißt auch die müsst ihr euch nicht merken und dieses mol pro
1:53 Liter ist hier nur aus einer mathematischen Grund und zwar habt ihr hier auch die Konzentrationen
2:00 wohlpoliter und die müssen sich wegkürzen da man keinen Wert mit einer logarithmieren kann und die kürzen sich
2:06 dann weg das seht ihr aber gleich schauen wir uns eine Übung an Übung Nummer 1 berechnet die
2:15 Zellspannung u für folgendes galvanisches Element aus dem zelldiagramm könnt ihr entnehmen es
2:21 handelt sich um eine zink-konzentrationszelle eine zink-halbzelle mit einer Konzentration
2:26 von 0,1 mol pro Liter und eine Halbzelle mit einer Konzentration von einem wohl pro Liter wir müssen nur für diese linke
2:36 Halbzelle das elektronenpotenzial berechnen da sie von den Standardbedingungen abweicht bei einem
2:41 monopoliter handelt es in die Standardbedingungen da können wir das Standard elektronenpotential E0 benutzen
2:46 bei allem anderen müssen wir berechnen also müssen wir für die Linke Halbzelle das elektronenpotential berechnen
2:55 wir brauchen unsere Formel wir brauchen die Standard elektrodenpotenziale und in diesem Fall brauchen wir das Standard
3:04 editordenpotential von Zink damit wir ein bisschen mehr Platz haben einmal nur noch diesen Wert wir fangen also das
3:12 Standard das elektrodenpotenzial nicht mehr das Standard Elektronen von Zink ist gleich
3:18 das Standard elektronenpotential minus 0,76 Volt plus 0,059 Volt durch z das Z finden wir
3:28 jetzt wieder hier oben im Experimenten Z2 + = 2 +
3:33 das heißt das ist an dieser Wert und das ganze wird multipliziert mit dem Logarithmus von
3:40 cmez plus das ist in diesem Fall die Zink ionen-konzentration also müssen wir hier
3:47 0,1 mol pro Liter einsetzen die mol pro Liter kürzen sich raus und wenn wir hier die ersten Therme schon mal ausrechnen
3:55 kommen wir folgendes raus 0,059 Volt durch 2 sind 0,0295 Volt multipliziert mit dem
4:05 Logarithmus von 0,1 wenn wir das einmal kurz ausrechnen kommt hier -1 raus dann können wir hier weiter vereinfachen
4:14 indem wir mit -1 multiplizieren und dann einfach hier nur noch minus
4:22 0,0295 Volt rechnen müssen und das hier müsste nur noch kurz in Taschenrechner eingeben und hat nur noch das Ergebnis
4:28 von -0,7895 Volt für das elektronenpotenzial dieser Halbzelle
4:38 jetzt wollen wir die Zellspannung berechnen die Zellspannung berechnet man nach folgenden Gleichung hier eine kurze
4:43 Erinnerung wir haben die Zellspannung ist gleich der Pluspol minus der Minuspol kurze Erinnerung noch mal der
4:50 Pluspol ist das redox-paar mit dem positiveren elektronenpotenzial der Minuspol das
4:57 redoxpaar mit dem negativerenzial das positivere ist an dieser Stelle diese Halbzelle mit dem standardpulser
5:11 von minus 0,76 Volt davon ziehen wir das Negative Update
5:18 Minuspol minus 0,7895 Volt
5:23 Minus und Minus ergibt Plus und wenn wir das jetzt einmal ausrechnen bekommen wir eine Zellspannung von
5:31 0,0295 Volt das wäre auch schon alles und noch eine zweite Übung wenn das
5:40 jetzt Übung benutzen wollt macht gerne Pause und starte sobald ihr einmal fertiggerichtet habt
5:45 hier müssen wir für beide Halbzellen das elektronenpolizei berechnen da beide nicht unter Standardbedingungen sind
5:52 beide haben eine abweichende Konzentration von einem Null pro Liter fangen wir mit der Linken an wir
5:58 brauchen wieder unsere standardsgleichung wir brauchen die standardpotentiale und hier brauchen wir
6:04 das Potential von Kupfer nächsten Schritt setzen wir wieder ein standardpotenzial von Kupfer plus
6:13 0,059 Volt durch 2 die 2 wieder bei Kupfer zweifach positiv ist multipliziert mit dem Logarithmus von
6:20 der Konzentration von hier oben wir vereinfachen den Term rechne wieder -2 mal
6:28 diesen Volt Betrag kommen dann auf -0,00 subtrahieren
6:37 und haben das erste standardpotenzial das erste elektrodenpotenzial errechnet 0,281 Volt für die Linke Halbzelle den
6:48 Wert merkt man sie oben und machen weiter für die zweite Halbzelle gleiches Vorgehen
6:55 standardpotenzial Wert mit ja Ladung des Jungens multipliziert mit der Konzentration
7:04 hier kommt dann -1 raus die beiden werden zusammengefasst hiervon wird subtrahiert
7:11 zweites elektronenpotenzial schon ausgerechnet auch den Wert merken wir uns hier oben
7:19 jetzt haben wir beide elektrodenpotentiale berechnet können also übergehend zur Zellspannung die
7:24 berechnen wir wie eben schon erklärt mit dieser Gleichung die Zellspannung ist der Pluspol minus Minuspol
7:32 der Pluspol ist wieder der positivere Wert eingesetzt
7:37 minus den negativeren Wert den setzen wir hier ein und schon haben wir das Ergebnis für dieses skalbanische Element
7:49 und nun noch eine dritte Übung hier werdet ihr sehen haben wir zwei unterschiedliche Halbzellen Aluminium
7:55 und silber auch das ist kein Problem beide weichen von den Standardbedingungen ab wir
8:01 müssen also wieder berechnen wir brauchen unsere lernsgleichung wir brauchen die Standard
8:08 elektrodenpotenziale in diesem Fall das von Silber und das von Aluminium das kürzlich mal wieder ein und wir beginnen
8:17 zur Rechnung für die Silber Halbzelle nehmen wir das Standard Elektrodenpotential diesen Term mit dem
8:24 Wert 1 das Silber einfach positive ist multipliziert mit dem Logarithmus von 0,00
8:51 einmal gemerkt und für die zweite halbzeile die Aluminium Halbzelle funktioniert wieder genauso wir nehmen
8:58 das standardpotenzial -1,6 Volt plus diesen Term hier brauchen wir für das Set den
9:04 Wert 3 weil Aluminium 3 einfach positiv geladen ist multipliziert mit dem Logarithmus von 0,01 da wir bei
9:12 aluminiumhalbzelle eine Konzentration von 0,01 ab die Terme ausgerechnet ergibt dieses
9:20 diesen Term hier multiplizieren aus und subtrahieren vom standardpotenzial so haben wir jetzt die beiden
9:32 elektrodenpotenziale für die beiden Halbzellen für die Berechnung der Zellspannung machen wir wieder die
9:38 gleiche Gleichung wie eben Pluspol minus Minuspol ist Pluspol haben wir das positivere Elektrodenpotential von
9:46 Silber als Minuspol das Negative von Aluminium Minus und Minus ergibt Plus und dann haben wir wenn wir diese beiden
9:56 Werte addieren eine Zellspannung von 2,3 Volt ich hoffe ihr habt soweit alles
10:03 verstanden bis bald