Grenzkonzentrationen < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | In eine w=10 %ige KOH-Lösung wird Zn (Zulver) gegeben und daraufhin ein Kupferblech eingetaucht
Durch kurzes erhitzen der Flüssigkeit bis zum Siedepunkt wird das Kupferblech mit einem Silbrigen Überzug überzogen.
Nch kurzem abwaschen wird dieses in die Brennerflamme gehalten, wodurch sich das Blech Golden färbt.
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Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Frage:
Gesucht ist die Grenzreaktion der Kupfer(II)-Ionen, ab welcher die Reaktion stattfinden kann.
mein Ansatz:
Beim Lösen des Zinkpulvers in Kaliumhydroxid entstehen
[mm] Zn(OH)_{2} [/mm] und [mm] K^{+}. [/mm]
Das KOH sollte so gut wie vollständig reagieren also müsste bei einem pH-wert von 14 die konz. der [mm] OH^{-}-Ionen [/mm]
=der konzentration des Zinkhydroxides betragen: 1 mol/l
Ausserdem sollte das [mm] Zn(OH)_{2} [/mm] weiterreagieren zu einem Zinkat:
[mm] Zn(OH)_{4}^{2-} [/mm]
aber weiter komme ich bis jetzt nicht.
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| Aufgabe | Danke für deine Antwort aber wie der Versuch abläuft ist mir bekannt.
Meon einziges Problem ist die Ermittlung der Grenzkonzentration der Cu(II)-Ionen, ab der die Reaktions Stattfinden kann.
Ich habe mittlerweie herausgefunden, dass man dafür die Nernstsche Glechung benutzen muss aber so ganz verstehe ich dies nicht.
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Kann man mir vlt. erklären, wie die Anwendung dieser auf mein Problem funktioniert ??
--wäre sehr nett danke schon mal :D--
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Hallo,
hast Du den Text in den Links aufmerksam gelesen?
"Die Abscheidung von Zink auf Kupfer beruht hier nicht auf den Elektrodenpotentialen der beiden Metalle. Kupfer ist das edlere Metall und geht daher auch nicht in Lösung."
Es gibt in der Lösung also keine [mm] Cu^{2+}-Ionen.
[/mm]
LG, Martinius
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| Aufgabe | | Die Aufgabe wurde uns aufgegeben in der Annahme, dass sich Cu(II)-Ionen bilden also muss es doch theorethisch über die nernstsche Gleichng Lösbar sein .... |
Leider Kapiere ich diese nicht so wirklich.
also wie berechne ich die Grenzkonzentration der Cu(II)-Ionen bei der Annahme, dass diese hierbei gebildet werden ?
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Hallo,
> Die Aufgabe wurde uns aufgegeben in der Annahme, dass sich
> Cu(II)-Ionen bilden also muss es doch theorethisch über
> die nernstsche Gleichng Lösbar sein ....
> Leider Kapiere ich diese nicht so wirklich.
>
> also wie berechne ich die Grenzkonzentration der
> Cu(II)-Ionen bei der Annahme, dass diese hierbei gebildet
> werden ?
Also dann.
Früher gab es kupferne Blumenvasen, in denen das Blumenwasser nie schlecht wurde. Man kann auch eine Kupfermünze in das Blumenvasser einer Vase aus Glas oder Porzellan legen. Kupferionen wirken toxisch auf Kleinstlebewesen.
Das rührt von einer Reaktion mit in Wasser gelöstem Luftsauerstoff her.
(Aus demselben Grund gibt es auch keine Bakterien auf Türklinken aus Messing.)
Nehmen wir als Modell eine Zinkhalbzelle [mm] ([Zn^{2+}]=1mol/l) [/mm] und eine Kupferhalbzelle [mm] ([Cu^{2+}]=1mol/l), [/mm] welche über einen Stromschlüssel miteinander verbunden sind, und wahlweise die Metallstäbe auch elektrisch leitend verbunden sind.
Die Halbreaktionen sind:
[mm] $Zn\rightleftharpoons Zn^{2+}+2e^{-}$ [/mm] ; [mm] E_0=-0,763V
[/mm]
[mm] $Cu\rightleftharpoons Cu^{2+}+2e^{-}$ [/mm] ; [mm] E_0=+0,345V
[/mm]
Die abgreifbare Spannung ist [mm] \DeltaE=0,345V-(-0,763V)=1,108V.
[/mm]
Die Nernstsche Gleichung für unsere Halbzellen ist:
[mm] $E=E_0+\frac{0,059V}{n}*lg([Me^{n+}]*l/mol)$
[/mm]
Nehmen wir nun die Kupferkonzentration als Variable. Deren Wert ist zu bestimmen unter der Maßgabe, dass die Potentialdifferenz der Halbzellen 0 werde - also keine Reaktion zwischen Kupferionen und elementarem Zink stattfindet. Das ist dann die freie in der Lösung vorhandene Konzentration an Kupferionen, welche Du suchst.
[mm] $-0,763V=0,345V+\frac{0,059V}{2}*lg([Cu^{2+}]*l/mol)$
[/mm]
[mm] [Cu^{2+}]=10^{-37,65}mol/l=2,76*10^{-38}mol/l
[/mm]
Jetzt ziehen wir noch in Betracht, das [mm] 1mol=6,022*10^{23} [/mm] Atome.
[mm] n(Cu^{2+})=1,66*10^{-14} [/mm] Atome
D.h., in einem Liter deiner alkalischen Reaktionslösung mit Zinkpulver und einem damit in Kontakt stehenden Kupferblech befindet sich ein Sechzigstel eines Billionstels eines Kupferatoms.
Du kannst jetzt vielleicht nachvollziehen, warum obige Links der Meinung sind, dass sich keine Kupferionen in der Lösung befinden.
Andererseits kann man auch nicht ruhigen Gewissens sagen, dass sich Null Kupferatome in der Lösung befinden.
Denn immerhin befindet sich in 60 Milliarden Kubikmeter der Reaktionslösung immerhin ein Kupferatom in freier Lösung.
LG, Martinius
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Vielen vielen Dank ^^ sie haben mir sehr geholfen :D
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