Warum wird die niedrigere Konzentration bei zwei gleichen Halbzellen oxidiert?

Question

Warum wird die niedrigere Konzentration bei zwei gleichen Halbzellen oxidiert?

Antwort

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Wie viel Gramm 65%ige Salpetersäure benötigt man für 500 mL 10%ige Salpetersäure?

Wie viel 65%ige Salpetersäure benötigt man zur Herstellung von 500 ml 10%iger Salpetersäure?

Accepted Answer

In elektrochemischen Zellen, insbesondere bei Konzentrationszellen, wird die Halbzelle mit der niedrigeren Konzentration oxidiert, weil das System bestrebt ist, das chemische Potential auszugleichen und ein Gleichgewicht zu erreichen. In einer Konzentrationszelle bestehen beide Halbzellen aus demselben Material, aber mit unterschiedlichen Konzentrationen der Ionen in der Lösung. Die Halbzelle mit der niedrigeren Ionenkonzentration hat ein höheres chemisches Potential für die Oxidation, da die Tendenz besteht, Ionen in die Lösung zu geben, um die Konzentration zu erhöhen. Dies führt dazu, dass Elektronen freigesetzt werden und die Halbzelle oxidiert wird. Das Bestreben, das chemische Potential auszugleichen, treibt den Elektronenfluss von der Halbzelle mit der niedrigeren Konzentration (Anode) zur Halbzelle mit der höheren Konzentration (Kathode) an. Dies erzeugt eine elektrische Spannung, die genutzt werden kann, bis die Konzentrationen in beiden Halbzellen ausgeglichen sind.

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Um eine 1%ige HNO₃-Lösung (Massenprozent) herzustellen, benötigst du folgende Berechnung: **Gegeben:** - Ziel: 1% HNO₃ in Wasser, insgesamt 5 Liter Lösung - Ausgangsstoff: 65%ige HNO₃... [mehr]

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Um eine 1%ige HNO₃-Lösung (Massenprozent) herzustellen, benötigst du folgende Berechnung: **Gegeben:** - Ziel: 1% HNO₃ in Wasser, insgesamt 5 Liter Lösung - Ausgangsstoff: 65%ige HNO₃ (Massenprozent) - Dichte der 65%igen HNO₃: ca. 1,39 g/ml (wird für die Umrechnung benötigt) **Schritt 1: Berechne die benötigte Masse reiner HNO₃** 1% von 5 Litern Lösung (angenommen, Dichte der verdünnten Lösung ≈ 1 g/ml): 5 Liter = 5000 ml ≈ 5000 g Lösung 1% davon ist HNO₃: 5000 g × 0,01 = **50 g HNO₃** **Schritt 2: Berechne die benötigte Menge 65%ige HNO₃** 65%ige HNO₃ enthält 65 g HNO₃ pro 100 g Lösung. Benötigte Masse der 65%igen Lösung: 50 g / 0,65 = **76,92 g** (gerundet) **Schritt 3: Umrechnung in Milliliter** Dichte der 65%igen HNO₃: 1,39 g/ml Volumen = Masse / Dichte = 76,92 g / 1,39 g/ml = **55,34 ml** **Antwort:** Du musst etwa **55 ml** (genauer: 55,3 ml) 65%ige HNO₃ zu 5 Litern Wasser geben, um eine 1%ige HNO₃-Lösung zu erhalten. **Hinweis:** Die Säure sollte immer ins Wasser gegeben werden, nicht umgekehrt! Weitere Infos zur Dichte: [Sigma-Aldrich – Dichte von Salpetersäure](https://www.sigmaaldrich.com/DE/de/product/sial/84370)

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Ja, Metalle können tatsächlich verbrennen. Allerdings geschieht das unter anderen Bedingungen als bei organischen Stoffen wie Holz oder Papier. Beim Verbrennen reagieren Metalle mit Sauersto... [mehr]

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Ja, Metalle können tatsächlich verbrennen. Allerdings geschieht das unter anderen Bedingungen als bei organischen Stoffen wie Holz oder Papier. Beim Verbrennen reagieren Metalle mit Sauerstoff und bilden Metalloxide. Dieser Prozess wird als Oxidation bezeichnet. Einige Metalle, wie Magnesium, Natrium oder Eisen, können bei ausreichend hoher Temperatur und in Anwesenheit von Sauerstoff sehr heftig brennen. Magnesium zum Beispiel brennt mit einer sehr hellen, weißen Flamme. Auch Eisen kann in Form von feinen Spänen oder Wolle brennen, was man zum Beispiel beim Feuerwerk oder in der Chemievorführung sehen kann. Im Alltag erscheinen Metalle oft nicht brennbar, weil sie meist in massiver Form vorliegen und eine schützende Oxidschicht besitzen, die weiteres Reagieren mit Sauerstoff verhindert. In fein verteilter Form (Pulver, Späne) ist die Oberfläche jedoch viel größer, sodass die Reaktion mit Sauerstoff leichter und schneller ablaufen kann. Zusammengefasst: Ja, Metalle können verbrennen, vor allem in fein verteilter Form und bei hohen Temperaturen.

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Die Standardadditionsmethode wird in der Analytik verwendet, um Matrixeffekte zu kompensieren. Die Formel zur Berechnung der Konzentration einer unbekannten Probe (cₓ) mittels Standardaddition lautet:... [mehr]

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Die Standardadditionsmethode wird in der Analytik verwendet, um Matrixeffekte zu kompensieren. Die Formel zur Berechnung der Konzentration einer unbekannten Probe (cₓ) mittels Standardaddition lautet: **cₓ = (cₛ × Vₛ) / Vₓ** bzw. allgemeiner, wenn mehrere Standardzugaben gemacht und eine Ausgleichsgerade erstellt wird: **cₓ = -b / m** Dabei gilt: - **cₓ**: Konzentration des Analyten in der Probe - **cₛ**: Konzentration des zugesetzten Standards - **Vₛ**: Volumen des zugesetzten Standards - **Vₓ**: Volumen der Probe - **m**: Steigung der Kalibriergeraden (Signalzunahme pro Konzentrationseinheit) - **b**: Achsenabschnitt der Kalibriergeraden (y-Achse) Die Gerade ergibt sich aus der Auftragung des gemessenen Signals gegen die zugegebene Standardmenge. Der Schnittpunkt mit der x-Achse (also Signal = 0) entspricht dem negativen Wert der unbekannten Konzentration. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Wikipedia: Standardaddition](https://de.wikipedia.org/wiki/Standardadditionsmethode).

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Nein, die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt, da die Größen unterschiedliche physikalische Bedeutungen und Einheiten haben: - \( N \) steht meist für die Anzah... [mehr]

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Nein, die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt, da die Größen unterschiedliche physikalische Bedeutungen und Einheiten haben: - \( N \) steht meist für die Anzahl der Teilchen (z. B. Moleküle, Atome, Ionen). - \( C \) steht häufig für die Konzentration (z. B. molare Konzentration in mol/L). - \( V \) steht für das Volumen (z. B. in Litern). - \( M \) steht meist für die Stoffmenge (in Mol). Die Beziehungen zwischen diesen Größen sind: 1. **Konzentration:** \( C = \frac{n}{V} \), wobei \( n \) die Stoffmenge (in Mol) ist. 2. **Stoffmenge:** \( n = \frac{N}{N_A} \), wobei \( N_A \) die Avogadro-Konstante ist (\( 6{,}022 \times 10^{23} \) Teilchen/mol). Daraus ergibt sich: \[ C = \frac{n}{V} = \frac{N/N_A}{V} = \frac{N}{N_A \cdot V} \] Die Gleichung \( N/C = V/M \) ergibt sich daraus nicht. Die Einheiten stimmen auch nicht überein: - \( N/C \) hat die Einheit Teilchen \(\cdot\) Liter / Mol. - \( V/M \) hat die Einheit Liter / Mol. Nur wenn \( N \) die Stoffmenge in Mol ist (also \( N = n \)), dann wäre \( N/C = V \) und \( V/M = V/n \), aber das ist eine andere Beziehung. **Fazit:** Die Gleichung \( N/C = V/M \) ist im Allgemeinen nicht korrekt. Es ist wichtig, die Definitionen und Einheiten der verwendeten Größen zu beachten.

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Die Konzentration eines Stoffes kann auf verschiedene Arten angegeben werden. Die wichtigsten sind: 1. **Molarität (Stoffmengenkonzentration, c):** Gibt an, wie viele Mol eines Stoffes in e... [mehr]

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Die Konzentration eines Stoffes kann auf verschiedene Arten angegeben werden. Die wichtigsten sind: 1. **Molarität (Stoffmengenkonzentration, c):** Gibt an, wie viele Mol eines Stoffes in einem Liter Lösung enthalten sind. Einheit: mol/L (M). 2. **Massenkonzentration (β):** Gibt an, wie viele Gramm eines Stoffes in einem Liter Lösung enthalten sind. Einheit: g/L. 3. **Massenanteil (w):** Verhältnis der Masse des gelösten Stoffes zur Gesamtmasse der Lösung. Meist in Prozent (%). 4. **Volumenanteil (φ):** Verhältnis des Volumens des gelösten Stoffes zum Gesamtvolumen der Lösung. Meist in Prozent (%). 5. **Stoffmengenanteil (x, auch Molebruch):** Verhältnis der Stoffmenge des gelösten Stoffes zur Gesamtstoffmenge aller Komponenten. Dimensionslos, oft als Dezimalzahl oder Prozent. 6. **Normalität (N):** Gibt die Anzahl der Äquivalente pro Liter Lösung an. Einheit: eq/L (wird heute seltener verwendet). 7. **ppm, ppb, ppt:** Parts per million (ppm), parts per billion (ppb), parts per trillion (ppt) – sehr niedrige Konzentrationen, meist für Spurenstoffe. Jede dieser Angaben ist für bestimmte Anwendungen besonders geeignet, je nachdem, was gemessen oder berechnet werden soll.

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Um diese Frage zu beantworten, betrachten wir die möglichen Redoxreaktionen zwischen Chloridionen (Cl⁻) und Eisen(II)- (Fe²⁺) bzw. Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺): **1. Oxidation von Chloridio... [mehr]

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Um diese Frage zu beantworten, betrachten wir die möglichen Redoxreaktionen zwischen Chloridionen (Cl⁻) und Eisen(II)- (Fe²⁺) bzw. Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺): **1. Oxidation von Chloridionen (Cl⁻):** Chloridionen können zu elementarem Chlor (Cl₂) oxidiert werden: \[ 2 \text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^- \] **2. Reduktion von Chloridionen:** Chloridionen (Cl⁻) sind bereits die reduzierte Form von Chlor. Sie können nicht weiter reduziert werden. **3. Eisen(II)-Ionen (Fe²⁺):** Fe²⁺ kann zu Fe³⁺ oxidiert werden: \[ \text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + e^- \] **4. Eisen(III)-Ionen (Fe³⁺):** Fe³⁺ kann zu Fe²⁺ reduziert werden: \[ \text{Fe}^{3+} + e^- \rightarrow \text{Fe}^{2+} \] **Mögliche Reaktionen:** - **Fe²⁺ und Cl⁻:** Fe²⁺ ist ein schwaches Reduktionsmittel, Cl⁻ ein schwaches Oxidationsmittel. Unter normalen Bedingungen findet keine Reaktion statt, weil Cl⁻ nicht stark genug oxidiert werden kann, um Fe²⁺ zu Fe³⁺ zu oxidieren. - **Fe³⁺ und Cl⁻:** Fe³⁺ ist ein Oxidationsmittel, aber Cl⁻ ist bereits die reduzierte Form. Fe³⁺ kann Cl⁻ nicht weiter reduzieren. Es findet keine Redoxreaktion statt. **Was käme für ein Chlorid am Ende raus?** In beiden Fällen bleibt das Chloridion (Cl⁻) unverändert. Es entsteht kein neues Chlorid, sondern das Cl⁻ bleibt als solches erhalten. Es wird weder zu elementarem Chlor oxidiert noch weiter reduziert. **Fazit:** Weder Fe²⁺ noch Fe³⁺ können Chloridionen (Cl⁻) oxidieren oder reduzieren. Das Chlorid bleibt als Cl⁻ erhalten. Es entsteht kein anderes Chlorid.

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Um 600 g/l in ppm (parts per million) umzurechnen, kannst du folgende Beziehung nutzen: 1 g/l = 1.000 ppm (bei wässrigen Lösungen, da 1 Liter Wasser ≈ 1 kg = 1.000.000 mg) Rechnung:... [mehr]

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Um 600 g/l in ppm (parts per million) umzurechnen, kannst du folgende Beziehung nutzen: 1 g/l = 1.000 ppm (bei wässrigen Lösungen, da 1 Liter Wasser ≈ 1 kg = 1.000.000 mg) Rechnung: 600 g/l × 1.000 ppm/g/l = 600.000 ppm **Ergebnis:** 600 g/l entsprechen **600.000 ppm**.

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Deine Frage ist unvollständig. Es fehlt die Angabe, aus welchen Ergebnissen die Konzentration (c) berechnet werden soll und welche Werte gegeben sind. Um den Titer zu berechnen, werden normalerwe... [mehr]

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Deine Frage ist unvollständig. Es fehlt die Angabe, aus welchen Ergebnissen die Konzentration (c) berechnet werden soll und welche Werte gegeben sind. Um den Titer zu berechnen, werden normalerweise folgende Angaben benötigt: - Die tatsächliche Konzentration der Maßlösung (c_ist, z. B. aus einer Analyse) - Die nominelle (hergestellte) Konzentration der Maßlösung (c_soll, z. B. 0,1 mol/L) Der Titer (f) berechnet sich dann so: **f = c_ist / c_soll** Wenn also die hergestellte Konzentration 0,1 mol/L beträgt und du aus einer Analyse (z. B. durch Titration mit einer Referenzsubstanz) eine tatsächliche Konzentration c_ist ermittelt hast, setzt du die Werte in die Formel ein. **Beispiel:** - c_soll = 0,1 mol/L - c_ist (aus Analyse) = 0,098 mol/L Dann ist der Titer: f = 0,098 mol/L / 0,1 mol/L = 0,98 Der Titer gibt an, wie genau die hergestellte Maßlösung der gewünschten Konzentration entspricht. Falls du konkrete Werte oder Ergebnisse hast, kannst du sie angeben, damit eine genaue Berechnung möglich ist.

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Um 500 mL einer 10%igen Salpetersäure (HNO₃)-Lösung aus einer 65%igen Lösung herzustellen, musst du eine Verdünnungsrechnung durchführen. **Schritt 1: Berechne die benöt... [mehr]

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Um 500 mL einer 10%igen Salpetersäure (HNO₃)-Lösung aus einer 65%igen Lösung herzustellen, musst du eine Verdünnungsrechnung durchführen. **Schritt 1: Berechne die benötigte Menge reiner Salpetersäure in 500 mL 10%iger Lösung.** - 10% (w/w) bedeutet 10 g HNO₃ in 100 g Lösung. - 500 mL Lösung ≈ 500 g Lösung (angenommen, die Dichte ist etwa 1 g/mL, was für verdünnte Lösungen eine gute Näherung ist). Benötigte Masse reiner HNO₃: \( 500\,g \times 0{,}10 = 50\,g \) reine HNO₃ **Schritt 2: Berechne, wie viel 65%ige Salpetersäure diese Menge enthält.** - 65% (w/w) bedeutet 65 g HNO₃ in 100 g Lösung. Benötigte Masse 65%ige Lösung: \( \frac{50\,g}{0{,}65} \approx 76{,}92\,g \) **Antwort:** Du benötigst **ca. 76,9 g** der 65%igen Salpetersäure, um 500 mL einer 10%igen Salpetersäure herzustellen.

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Um 500 ml einer 10%igen Salpetersäure-Lösung aus einer 65%igen Stammlösung herzustellen, kannst du die Verdünnungsformel anwenden: **c₁ · V₁ = c₂ · V₂** - c₁ = Konz... [mehr]

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Um 500 ml einer 10%igen Salpetersäure-Lösung aus einer 65%igen Stammlösung herzustellen, kannst du die Verdünnungsformel anwenden: **c₁ · V₁ = c₂ · V₂** - c₁ = Konzentration der Stammlösung = 65% - V₁ = Volumen der Stammlösung (gesucht) - c₂ = gewünschte Konzentration = 10% - V₂ = gewünschtes Endvolumen = 500 ml Einsetzen: 65% · V₁ = 10% · 500 ml V₁ = (10% · 500 ml) / 65% V₁ = (0,10 · 500) / 0,65 V₁ ≈ 76,92 ml **Du benötigst also etwa 76,9 ml der 65%igen Salpetersäure.** Mit Wasser auffüllen auf insgesamt 500 ml. **Achtung:** Salpetersäure ist stark ätzend! Beim Verdünnen immer die Säure ins Wasser geben, nicht umgekehrt. Schutzmaßnahmen beachten!

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