Hallo,
wenn ich eine Lösung mit Permanganat und Mangandioxid (beides c= 1 mol/l) im saurern Milieu habe, wie berechne ich dann die Zellspannung dieser Zelle? Was trage ich in die Nernst-Gleichung ein? Im Sauren müsste das Permanganat doch eigentlich zu Mn^(2+) reagieren, oder? Wie passt der Braunstein da rein?
In alkalischer und schwach saurer Lösung ( pH > 5 ) wird Permanganat zu MnO2 und nicht etwa zu Mn2+ reduziert. MnO2 liegt dabei aber nicht gelöst vor, ist also als fester Stoff zu behandeln. Soweit man dabei von einem Reinstoff ausgehen kann, wäre dessen Aktivität definitionsgemä mit a(MnO2) = 1 einzusetzen , würde also im logarithmischen Term der NERNST - Gleichung dann nicht mehr auftreten.
Teilgleichungen : \[MnO_4^- \ + \ 4 \ H^+ \ + \ 3 \ e^- \ ->\ MnO_2 \ + \ 2 \ H_2O\]\[E \ = \ E^0 \ + \ \frac {RT}{3 \ F} \ \cdot \ ln \ [ \ \frac{a(MnO_4^-) \ \cdot \ a^4(H^+)}{a^2(H_2O ) \ \cdot \ a(MnO_2)} \ ] \]
Fals das Potenzial E für 298 K berechnet werden soll und der ln durch lg ersetzt wird , von reinem MnO2 , also a(MnO2) = 1 auzugehen ist und die Lösung so verdünnt ist , dass für das Wasser näherungsweise a(H2O) = 1 gesetzt werden kann, so ergibt sich :
\[E \ = \ E^0 \ + \ \frac {0.059 \ V}{3 } \ \cdot \ lg \ [ \ a(MnO_4^-) \ \cdot \ a^4(H^+) \ ] \] Ist die Lösung so verdünnt, dass die interionische Wechselwirkung vernachlässigt werden kann, so gilt näherungsweise a(Ion) = c(Ion) * L/mol.
Gruß FKS