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Galvanisches Element berechnen | Nernst-Gleichung Prüfung Beispielaufgabe (Abi oder Uni)
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 49 Zeilen
- Moin moin Chemiefreunde. Habt ihr schon in der letzten Prüfung die Aufgabe gesehen mit der galvanischen
- Zelle und Silberelektrode und der Palladiumelektrode? Wenn nicht, dann wird's jetzt Zeit und
- nach dem Video habt ihr auch gecheckt, wie die Aufgabe funktioniert. Ja, ich muss zugeben, Elektrochemie ist jetzt auch nicht mein Lieblingsteil der
- Chemie. Aber ähm gehört dazu und ist natürlich super spannend und voll interessant. Die Normalpotentiale der beiden Halbelemente
- Palladium 2 und Palladium und Eisen 1 und Eisen, nicht Eisen, Silber betragen 0,5 85 Volt bzw. 0,80 Volt. Skizzieren Sie
- ein galvanisches Element aus beiden Halbzellen und bezeichnen Sie Kathode und Anode, wenn die Bedingungen so sind, dass die Normalpotentiale gelten. Ja,
- was sind denn die Normalpotentiale, Leute? Die Normalpotentiale, das ist das, was sich misst, wenn du die Elektrode in seiner Elektrolytlösung an
- Wasserstoffelektrode anlegst. Da ist nämlich das Potential null und diese Wasserstoffelektrode, also wenn Wasserstoff zu 2H+ ähm
- oxidiert wird quasi ähm da ist das immer null. Ja. Und wenn man das dann daneben schaltet quasi, dann misst man Spannungsunterschied.
- Der ist dann unser ähm ja Normalpotential bei Normalbedingungen. Normalbedingungen sind dann aber auch noch eine bestimmte Temperatur, 25°,
- ein bestimmter Druck, ein Bar und ja Konzentration 1 Mol pro Liter, denn das werden wir bei der Aufgabe B sehen. Das spielt eine Rolle, was wir für eine
- Konzentration haben. Merkt euch einfach, da wo das Normalpotential E0 höher ist, wird reduziert. Ja, dieser Stoff mit dem höheren Standardelektronenpotential
- E0 hat eine höhere ja, der ist gieriger auf Elektrone. Der der ist einfach edler und wahrscheinlicher, dass er reduziert wird
- in seine edle Form zurückgeführt wird von seiner oxidierten Form. PD2+ ja ist die oxidierte Form, nimmt Elektronen auf, geht in seine edle Form Palladium 0
- und ist dabei reduziert worden. Da, wo reduziert wird, ja, da werden Elektronen aufgebraucht. Das heißt, das ist unser Pluspol.
- Da, wo oxidiert wird, ja, also da, wo Elektronen entstehen, wo Elektronen abgegeben werden, ja, das ist dann in dem Fall beim Silber.
- Silber gibt dann in dem Fall seine Elektronen, sein Elektron ab, wird zu Ag+ oxidiert, das geht in Lösung, ja? Und die Elektronen, die sammeln sich da
- und es ist negativ und das ist unser Minuspull. Und ja, für galvanische Elemente gibt's die Merkregel oma. Ja, denkt an die Oma. Ja, Oxidation Anode
- Minuspull. Die Anode ist unser Minuspull beim galvanischen Element. Bei der Elektrolyöse ist es anders. Die Aufgabe B ist, welche Reaktion läuft ab, wenn
- die Palladiumon Konzentration Lösung ja 0,001 molar ist? Boah, das ist schon bitter, wenn sie so niedrig ist. Bezeichnen Sie
- jetzt Kathode und Annode. Berechnen Sie für diesen Fall die Spannung des galvanischen Elements. Ja, jetzt sollen wir noch mal Kathode und Anode
- bezeichnen. Wird sich das wohl geändert haben? Wird es es hat sich geändert, weil die Spannung die Spannung
- ist konzentrationsabhängig. Ihr könnt euch das so vorstellen, ich habe ja gesagt, Palladium wird leicht reduziert.
- Das wird aber in dem Fall diese Palladium Ionen werden nur dann gut reduziert, wenn genug von denen da ist. Ja, wenn wenn wir viele Palladiumonen
- haben, dann haben die ja, dann wollen die auch viele Elektronen, ja, dann dann nehmen sie wahrscheinlicher diese Elektronen auf. Wenn wir wenig
- Palladiumonen haben, dann sind die automatisch auch nicht so hungrig nach Elektronen, wollen nicht so viel Elektronen haben. Macht irgendwie Sinn,
- oder? Das heißt, das Potenzial ändert sich mit der Konzentration. Wenn die Konzentration sinkt, dann sinkt auch unser Reduktionspotenzial in dem Moment
- und demnach unsere Reduktions, also äh Standardelektronenpotenzial E0 sinkt. Und das müssen wir jetzt ausrechnen und zwar mit der
- Nerstgleichung. Der Nerst, der hat das nämlich quasi beschrieben mit der Nerstgleichung, wie das ganze konzentrationabhängig
- ist, wie man die lernt Nerstgleichung herleitet. Das erkläre ich mal in einem anderen Video. Das wird super spannend. Aber das Ergebnis ist quasi E = E0 +
- 0,059 Volt. Das ist im Grunde einfach nur eine Umformung von Naturkonstanten und Logarithmus könnt ihr echt ignorieren.
- Einfach lernen 0,059 Volt durch Z, das ist die Anzahl an Elektronen, die abgegeben wird. Ähm und ja, dein Logarithmus
- der Aktivität der Ionen, die oxidiert sind im oxidierten Zustand durch die Aktivität der Ionen im reduzierten Zustand. Ich sag Aktivität der Ionen,
- lasst euch davon nicht irritieren, ist einfach wie die Konzentration der Ionen zu sehen. Okay, super gut, machen mal weiter. Wie machen wir weiter? Na ja,
- wir setzen diese 0,001 mol pro Liter einfach mal ein in die Ernstgleichung. Das ist ganz super easy. Und nicht vergessen, Z = 2, weil
- Palodium zweifach geladen ist. Und dann haben wir natürlich in der reduzierten Form 1 stehen. Deshalb habe ich vorhin Aktivitäten gesagt, weil man sagt
- eigentlich ja die Aktivität des Stoffs, also was der Stoff für eine Aktivität aufweist und der Feststoff hat immer eine Aktivität von eins. Ja, also
- Feststoff ist 1. Genau. Deshalb gleich 1 der reduzierten Form, oxidierte Form in den Zähler. Und wir rechnen das Ganze aus und kommen auf 0,76
- Volt. Hm, ist ein bisschen gesunken. Und da das jetzt gesunken ist und wir es wiederum mit Eisen verschalten mit Silber verschalten mit der
- Silberelektrode und die Silberelektrode hat weiterhin ein Mol pro Liter, da hat sich die Konzentration nicht geändert, da ist es immer noch zu
- Standardbedingungen. ist jetzt da das Standardreduktionspotenzial höher. Das bedeutet, jetzt findet die
- Reduktion wahrscheinlicher an der Silberelektrode statt. Das heißt, die Silberelektrode ist jetzt der Teil, wo die Reduktion stattfindet. Das bedeutet,
- Ag+ Ionen, also Silber 1 Ionen werden reduziert zu elementarem Silber. Das scheidert, das scheidet sich ab. Und das ist jetzt unsere
- neue Kathode. Ja, es ist der der Teil, wo die Elektronen aufgebraucht werden, demnach der Pluspol, unsere Kathode und das Palladiumelement ist jetzt unsere
- Annode geworden. Genau, das hat sich quasi geswitcht, weil einfach durch die Konzentrationserniedrigung ja die Standardelektronenpotential
- das gesunken ist. Genau, weil das konzentrationsabhängig ist. So. Und wenn wir jetzt die Zellspannung ausrechnen
- wollen, dann müssen wir einfach die von der Kathode minus die von der Annote nehmen. Und wir sehen, das hat sich auf 0,04
- auch ein bisschen abgesenkt. Ich hoffe, ihr habt's verstanden. Wenn ihr noch Fragen habt zu der Aufgabe, einfach in die Kommis oder ja,
- schreibt mir einen Brief. M.
Zum Nachlesen
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