Nernst Gleichung

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nele1

Beiträge: 65

Registrierungsdatum: 24. Februar 2014

Freitag, 16. Mai 2014, 20:45

Nernst Gleichung

Hallo

ich brauche hilfe bei der aufgabe

Für eine Zelle
(Pt │H2 (g) │HCl (aq) │AgCl (s) │Ag)
mit der Zellreaktion 2 AgCl + H2 → 2 Ag + 2 HCl
bei 25°C wurde E = 0.332 V gemessen.
Wie ist der pH-Wert der Lösung (EO
Ag/AgCl = +0.22 V)?
(Tip: Machen Sie die Annahme
a(H+) ≈ a(Cl-))

--------------
Ich wollte die Aufgabe jetzt mit der Nernstgleichung berechnen und dazu haben wir in der Vorlesung folgende Formel bekommen:

dE=dE°-(RT)/nF*ln((ac*ad)/(aa*ab))-> in der Klammer jeweils bei allen ^ihrem stöchiometrischen FAktor!

Das ist jetzt nicht so deutlich geschrieben. In dem Ausdruck ln haben wie jeweils die Aktivitäten (a stet für aktivität und de zweite buchstabe für ein atom. ) von Elementen nach der Reaktion :

a+b->c+d
(stöchiometrische fakotren ausgelassen)

Jedenfalls hab ic bei der FOrmel alles gegeben zum Einsetzen außer die Aktivitäten und die brauch ich ja um den pH Wert zu berechnen, weil pH=log(cH3O+)

kann mir da jemand helfen ich blick da nicht durch.

DANKE

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Samstag, 17. Mai 2014, 00:26

Zitat von »nele1«

Für eine Zelle
(Pt │H2 (g) │HCl (aq) │AgCl (s) │Ag)
mit der Zellreaktion 2 AgCl + H2 → 2 Ag + 2 HCl
bei 25°C wurde E = 0.332 V gemessen.
Wie ist der pH-Wert der Lösung (EO
Ag/AgCl = +0.22 V)?
(Tip: Machen Sie die Annahme
a(H+) ≈ a(Cl-))

\[ Reduktion \ : \ Ag Cl \ + \ e^- \ -> \ Ag \ + \ Cl^- \]\[ Ox idation \ : \ H_2 \ -> \ 2 \ H^+ \ + \ 2 \ e^- \]
\[E( Red) \ = \ E_0(Red) \ + \ \frac {0,059 \ V}{1} \ lg \frac{a(AgCl)}{a(Ag) \ \cdot \ a(Cl^-)} \]
\[E( Red) \ = \ E_0(Red) \ + \ \frac {0,059 \ V}{1} \ lg \frac{1}{1 \ \cdot \ a(Cl^-)} \]
\[E(Ox) \ = \ E_0(Ox) \ + \ \frac {0,059 \ V}{2} \ lg \frac{a^2(H^+)}{a(H_2)} \]\[E(Ox) \ = \ E_0(Ox) \ + \ \frac {0,059 \ V}{1} \ lg \frac{a(H^+)}{a^{1/2}(H_2)} \]
\[\Delta E \ =\ E(Red) \ - \ E(Ox)\]

Erläuterungen:

1.Für die Aktivitäten von Reinstoffen in fester oder flüssiger Form gilt definitionsgemäß a(Reinstoff) = 1

2. Die Aktivität des Wasserstoffs hätte angegeben werden müssen. Ich denke, dass hier mit a(H2) = 1 gerechnet werden soll, was p(H2) = 1.013 bar entspricht.

3. \[pH \ = \ - \ lg \ a(H^+) \ \approx \ - \ lg \ \frac {c(H^+)} {mol/L} \] ist die korrekte Definition des pH - Werts. Die Ihnen bekannte Definition ist zwar gebräuchlich , aber mathematisch falsch. Denn im Argument eines Logarithmus haben Einheiten nichts verloren, es sei denn , sie könnten dort so gekürzt werden, so dass nur noch eine "reine Zahl" übrig bleibt.

Gruß FKS

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nele1

Beiträge: 65

Registrierungsdatum: 24. Februar 2014

Samstag, 17. Mai 2014, 17:07

Was ich nicht verstehe bei der Nernst Gleichung wenn du einsetzt. Man hat ja bei der Nernst Gleicung den Bruch RT/nF

wo ist in deiner Rechnung die Faraday Konstante?

Und zur aktivität des Wasserstoffes das ist aus meinem Post nicht so gut zu erkennen aber in der Aufgabe steht a(h+)=a(cl-) das heißt ich müsste ja nur a(cl-) berechnen weil die Aktivitäten eh gleich sind.

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Samstag, 17. Mai 2014, 18:11

Zitat von »nele1«

Was ich nicht verstehe bei der Nernst Gleichung wenn du einsetzt. Man hat ja bei der Nernst Gleicung den Bruch RT/nF. wo ist in deiner Rechnung die Faraday Konstante?

Die von mir verwendete Form gilt für T = 298 Kelvin , die Temperatur, die doch anscheinend auch bei Ihrer Aufgabe zu Grunde gelegt werden soll. Außerdem ist zu beachten, dass der natürliche Logarihmus in den dekadischen umgerechnet wird gemäß \[ ln(a) \ = \ ln (10) \ \cdot \ lg(a) \ \approx \ 2,3 \ lg(a)\] Im Übrigen also gilt : \[ \frac {298 \ K \ \cdot \ 8,3144 \frac {J}{mol \ K} }{ 96 450 \ \frac {As}{mol} \ \cdot \ z} \ ln(a) \ = \ \frac {0,059 \ V }{z} \ lg(a)\]

Zitat von »nele1«

Und zur aktivität des Wasserstoffes das ist aus meinem Post nicht so gut zu erkennen aber in der Aufgabe steht a(h+)=a(cl-) das heißt ich müsste ja nur a(cl-) berechnen weil die Aktivitäten eh gleich sind.

Offenbar verwechseln Sie die Aktivität der Wasserstofffmoleküle a(H2) mit der Aktivität der Wasserstoffionen a(H+). Aber Sie haben insofern recht, als Sie von der Näherung a(H+) = a(Cl-) Gebrauch machen sollen.
Was aber nichts daran ändert, dass man für die Berechnung a(H2) benötigt und selbiges in der Aufgabenstellung anzugeben gewesen wäre.

Gruß FKS