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Aufgabenstellung:

  1. Korrodiert Zink in saurer Lösung bei pH 5 und ? Die Zinkkonzentration sei 0,02 -molar. Normalpotential: Zink ; Kupfer ; Wasserstoff: .

  2. a) Welche theoretische Zellspannung liefert das DANIELL-Element: ?
    b) Welche Spannung herrscht, wenn die Kupfersulfatlösung verdünnt wird ?

Lösungsweg:

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1. Korrodiert Zink in saurer Lösung bei pH 5 und ? 

Unedle Metalle bilden bei Wasserkontakt Wasserstoff.

Anode (Oxidation = Elektronenabgabe)

Kathode Reduktion Elektronenaufnahme

Zellreaktion: Korrosionselement

Für Standardbedingungen ist die reversible Zellspannung positiv, d. h. die Reaktion läuft freiwillig wie in der obigen Gleichung von links nach rechts ab.

spontane Reaktion!

Normalpotentiale gelten für -molare Lösungen und Normdruck Pa). Bei anderen als Normbedingungen muss man die NERNST-Gleichung mit der Gleichgewichtskonstanten und der Zahl der ausgetauschten Elektronen, hier , ansetzen.

Feststoffe (Zink) und abgeschiedene Gase (Wasserstoff) werden mit eingesetzt.

Die Hydroniumionenkonzentration ist durch den -Wert bekannt: .

Ja, Zink korrodiert bei unter Zersetzung von Wasser und Abscheidung von Wasserstoff.

2.

a) Welche theoretische Zellspannung liefert das DANIELL-Element:

(für und 1-molare Lösungen)

b) Welche Spannung herrscht, wenn die Kupfersulfatlösung verdünnt wird ?

Bei der Zellreaktion

werden

Elektronen ausgetauscht:

Lösung:

  2. a)

    b)