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Zitat von »Carpe Diem«

Ja, habe nach dieser Aufgabe gegoogelt und bin darauf gestoßen, ein Komilitone halt... ist auch grad fleißig und finden beide diese AUfgabe gemein
Ich habe dann einfach abgeschrieben.
Zu der Aufgabe mit der Lutherschen Regel... soll ich diese Pgeile so interprettieren dass von MnO4- zu Mn2+ das Potential 1,5V beträgt, also ist E°, Mn2+ = 1,5V? und von MnO4- zu MnO2 ist es 1,7V, also E° von MnO2 = 1,7V? Wie genau soll ich da jetzt das E° berechnen?

Die Aufgabe ist nicht gemein, es sei denn, die so genannte Luther'sche Regel wäre in der Vorlesung nicht hergeleitet worden. Deshalb dazu erst einmal in Worten : Wenn man zwei Teilreaktionen zu einer Gesamtreaktion zusammenfasst wie im Folgenden gezeigt : \[ Mn \ -> \ Mn^{2+ } \ + \ 2 \ e^-\] \[ Mn^{2+ } \ -> \ Mn^{3+} \ + \ e^- \] \[ Mn \ -> \ \ Mn^{3+} \ + \ 3 \ e^- \] so addieren sich die für die Spannungserzeugung charakteristischen Energien der Teilreaktionen zu der entsprechenden Energie der Gesamtreaktion. Im Fall von isotherm - isobaren Reaktionen sind dies die freien Reaktionsenthalpien ( GIBBS - Energien). Es gilt also : \[\Delta_rG(1) \ + \ \Delta_rG (2) \ = \ \Delta_rG( 1+2) \] Ersetzt man die GIBBS - Energien durch die entsprechenden Spannungen Ei gemäß \[ \Delta_rG \ = \ - \ z \ F \ E \] so folgt : \[ z_1 \ F \ E_1 \ + \ z_2 \ F \ E_2 \ = \ z \ F \ E \ = \ ( \ z_1 \ + \ z_2 \ ) \ F \ E \] und somit nach Division durch die die FARADAY - Konstante F : \[ z_1 \ E_1 \ + \ z_2 \ E_2 \ = \ z \ E \ = \ ( \ z_1 \ + \ z_2 \ ) E \] : Sind also zwei der drei Spannungen bekant, so kann man die unbekannte Spannung berechnen .

Was an einer solchen Aufgabe "gemein" sein soll, erschließt sich mir nicht. Ausgenommen den bereits einleitend angesprochenen Fall.

Gruß FKS

Zitat von »Friedrich Karl Schmidt«

Deshalb dazu erst einmal in Worten : Wenn man zwei Teilreaktionen zu einer Gesamtreaktion zusammenfasst wie im Folgenden gezeigt : \[ Mn \ -> \ Mn^{2+ } \ + \ 2 \ e^-\] \[ Mn^{2+ } \ -> \ Mn^{3+} \ + \ e^- \] \[ Mn \ -> \ \ Mn^{3+} \ + \ 3 \ e^- \] so addieren sich die für die Spannungserzeugung charakteristischen Energien der Teilreaktionen zu der entsprechenden Energie der Gesamtreaktion. Im Fall von isotherm - isobaren Reaktionen sind dies die freien Reaktionsenthalpien ( GIBBS - Energien). Es gilt also : \[\Delta_rG(1) \ + \ \Delta_rG (2) \ = \ \Delta_rG( 1+2) \] Ersetzt man die GIBBS - Energien durch die entsprechenden Spannungen Ei gemäß \[ \Delta_rG \ = \ - \ z \ F \ E \] so folgt : \[ z_1 \ F \ E_1 \ + \ z_2 \ F \ E_2 \ = \ z \ F \ E \ = \ ( \ z_1 \ + \ z_2 \ ) \ F \ E \] und somit nach Division durch die die FARADAY - Konstante F : \[ z_1 \ E_1 \ + \ z_2 \ E_2 \ = \ z \ E \ = \ ( \ z_1 \ + \ z_2 \ ) E \]

Wenn ich die Aufgabe nicht "gemein finde, so bedeutet dies nicht, dass ich keinen Grund für Beanstandungen sehen würde. Das Gegenteil ist der Fall. So werden Schlussfolgerungen aus den Ergebnissen nahe gelegt, die fachlich fragwürdig sind und somit die Aufgabe insgesamt, insbesondere aber den Teil, der zu Stabilitätsaussagen auffordert, als chemiedidaktisch wenig "hilfreich" erscheinen lässt. Um es einmal sehr zurückhaltend auszudrücken.
So wurde schon einmal nicht bedacht, dass es sich um Gleichgewichtsreaktionen handelt und eine auf Standardpotenziale gegründete Aussage, genauer gesagt Potenziale die nur für Standardaktivitäten gelten, per se prinzipell keine Aussage darüber zulassen, ob eine bestimmte Spezies stabil ist, oder ob sie zerfällt. Denn ergibt sich z.B. ein negatives Standadpotenzial für eine Disproportionierungsreaktion , so bedeutet dies lediglich, dass die auf Aktivitäten bezogene Gleichgewichtskonstante Ka < 1 ist, dies jedoch nicht einmal notwendiger Weise bedeutet, dass das Zerfallsgleichgewicht "auf der Seite des (
vermeintlich ) stabilen Produkts liegen müsste.
Hinzu kommt, dass in der Aufgabe auch noch Schlussfolgerungen anderer Art den Lernenden zumindest nahegelegt werden, die nicht haltbar sind. So würde sich z.B. für MnO2 eine Stabilität in Bezug auf den Zerfall in Mn3+ und Manganat(V) ergeben, die sich aber in Bezug auf die Disproportionierung in Mn2+ und Manganat(VII) erheblich anders darstellt und die schon gar nicht auf Mn4+ übertragbar wäre. Im Gegensatz dazu ist das Mn4+ Ion in Bezug auf mehrere Disproportionierungsmöglichkeiten instabil in dem Sinne , dass es nur in sehr geringen Konzentrationen koexistiert . Und eben diese Gleichgewichtskonzentration natürlich auch noch erheblich variiert mit der Zerfallsvariante, die man gerade betrachtet.

Soweit also Berechnungsaufgaben das Ziel haben, das jeweilige Thema, hier also das Problem Stabilität, in einen sinnvollen Kontext besser verstehen zu lernen, so ist die hier diskutierte Aufgabenstellung zumindest in der hier dargebotenen Form misskonzeptionell und kontraproduktiv.

Gruß FKS