Was kann man am Redoxpotential ablesen? Vergleich SLA 347-593mV, AA 325-384mV, A.thio 600-428mV.

Question

Was kann man am Redoxpotential ablesen? Vergleich SLA 347-593mV, AA 325-384mV, A.thio 600-428mV.

Antwort

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Berechne das Redoxpotential des Systems MnO4–/Mn2+ bei pH 7.

Accepted Answer

Das Redoxpotential ist ein Maß für die Fähigkeit eines Stoffes, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben, und gibt Aufschluss über die Oxidations- und Reduktionsbedingungen eines Systems. Ein höheres Redoxpotential deutet auf eine stärkere Tendenz hin, Elektronen aufzunehmen (stärkeres Oxidationsmittel), während ein niedrigeres Potential auf eine stärkere Tendenz hinweist, Elektronen abzugeben (stärkeres Reduktionsmittel). Im Vergleich der angegebenen Redoxpotentiale: 1. **SLA (347-593 mV)**: Das Redoxpotential variiert in einem relativ breiten Bereich, was auf unterschiedliche Oxidationszustände oder Reaktionsbedingungen hinweisen könnte. Der höhere Wert (593 mV) zeigt eine stärkere Oxidationskraft an. 2. **AA (325-384 mV)**: Dieses Potential ist insgesamt niedriger als das von SLA, was darauf hindeutet, dass AA in der Regel weniger oxidierend ist. Der Bereich zeigt ebenfalls eine gewisse Variabilität, jedoch bleibt der höchste Wert (384 mV) unter dem niedrigsten Wert von SLA. 3. **A.thio (600-428 mV)**: A.thio hat den höchsten maximalen Wert (600 mV), was darauf hinweist, dass es ein starkes Oxidationsmittel ist. Der niedrigere Wert (428 mV) zeigt, dass es auch in reduzierenden Bedingungen existieren kann, jedoch bleibt der höchste Wert über den anderen verglichenen Substanzen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass A.thio das stärkste Oxidationsmittel unter den drei ist, gefolgt von SLA und dann AA. Die Unterschiede im Redoxpotential können auf unterschiedliche chemische Eigenschaften und Reaktivitäten der Substanzen hinweisen.

Accepted Answer

Um das Redoxpotential des Systems MnO4⁻/Mn²⁺ bei pH 7 zu berechnen, kannst du die Nernst-Gleichung verwenden. Die Nernst-Gleichung lautet: \[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \] Dabei ist: - \( E... [mehr]

Accepted Answer

Um das Redoxpotential des Systems MnO4⁻/Mn²⁺ bei pH 7 zu berechnen, kannst du die Nernst-Gleichung verwenden. Die Nernst-Gleichung lautet: \[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \] Dabei ist: - \( E \) das Redoxpotential, - \( E^0 \) das Standardpotential (1,51 V), - \( R \) die universelle Gaskonstante (8,314 J/(mol·K)), - \( T \) die Temperatur in Kelvin (298 K), - \( n \) die Anzahl der Elektronen, die in der Reaktion übertragen werden (in diesem Fall 5 für die Reaktion von MnO4⁻ zu Mn²⁺), - \( F \) die Faraday-Konstante (96485 C/mol), - \( Q \) das Reaktionsquotient. Die Reaktion für das Redoxsystem ist: \[ \text{MnO}_4^- + 8 \text{H}^+ + 5 \text{e}^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4 \text{H}_2\text{O} \] Der Reaktionsquotient \( Q \) wird wie folgt berechnet: \[ Q = \frac{[\text{Mn}^{2+}]}{[\text{MnO}_4^-] \cdot [\text{H}^+]^8} \] Bei pH 7 ist die Konzentration von \( \text{H}^+ \) gleich \( 10^{-7} \) mol/l. Setzen wir die Werte ein: - \( [\text{Mn}^{2+}] = 0,1 \) mol/l - \( [\text{MnO}_4^-] = 0,1 \) mol/l - \( [\text{H}^+] = 10^{-7} \) mol/l Somit ergibt sich: \[ Q = \frac{0,1}{0,1 \cdot (10^{-7})^8} = \frac{0,1}{0,1 \cdot 10^{-56}} = 10^{56} \] Jetzt setzen wir die Werte in die Nernst-Gleichung ein: 1. Berechne den Term \( \frac{RT}{nF} \): \[ \frac{RT}{nF} = \frac{(8,314 \, \text{J/(mol·K)})(298 \, \text{K})}{5 \cdot 96485 \, \text{C/mol}} \approx 0,0057 \, \text{V} \] 2. Setze alles in die Nernst-Gleichung ein: \[ E = 1,51 \, \text{V} - 0,0057 \, \text{V} \cdot \ln(10^{56}) \] Da \( \ln(10^{56}) = 56 \cdot \ln(10) \approx 56 \cdot 2,303 = 128,88 \): \[ E = 1,51 \, \text{V} - 0,0057 \, \text{V} \cdot 128,88 \] \[ E \approx 1,51 \, \text{V} - 0,733 \, \text{V} \] \[ E \approx 0,777 \, \text{V} \] Das Redoxpotential des Systems MnO4⁻/Mn²⁺ bei pH 7 beträgt also ungefähr 0,777 V.