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Permanganat-ManganTimes New Roman7KN$[HA7"]PZ  '%&'( @0   X$ ArialZ@Z$ ArialZ@Z  LB  %&'( 0d   $ ArialZ@Z$ ArialZ@Z  B           ^  ddư>   ?&  Mb@?   #       f  g    i2      -./g  0d    50@^A6K.Born_Haber_Kreisprozess$u<7~7Th\D8   h  \4TZ               FF F qBorn-Haber-Kreisprozess )Element1Metalle Na Ca Al      8 AsF        ISublimationAkJ/mol m  J      8 AsF        QIonisierungYkJ/mol   &       sF        ElementNichtmetall Cl Cl O       sF        DissoziationkJ/mol            sF             Elektronenaffinitt   kJ/mol      t       h  p ysF             Reaktionsenergie   kJ/mol  e    t          sF            Gitterenthalpie kJ/mols`_          sv_          s_               "Messergebnisse_Spannungsmessungen$u<7~p7D؃؃  ̃H %%+++   F F FCMessergebnisse Spannungsmessungen an galvanischen Elementen Nr.              Kombination Zn/Fe Zn/Pb Zn/Cu Zn/Ag Fe/Pb  Fe/Cu  Fe/Ag  Pb/Cu  Pb/Ag  Cu/AgAbweichung8Theoretischen Werte nach den Standardpotentialen!Standardpotenziale E0 [V]HB< Arials SerifZn/Zn2+H>8 Arials SerifFe/Fe2+H>8 Arials SerifPb/Pb2+H>8 Arials SerifCu/Cu2+H>8 Arials SerifAg/Ag+H>8 Arials Serifinach Tausch iAylward!Zn/Zn2+H>!8 Arials Serif"Fe/Fe2+H>"8 Arials Serif#Pb/Pb2+H>#8 Arials Serif$Cu/Cu2+H>$8 Arials Serif%Ag/Ag+H>%8 Arials Serif Versuchanordnung AGruppe 1{/$?{'1Z?{^I +?{+?{B`"۹? {? {A`"? {-? {X9v? {+?2@6Z$?-    cRQc= ףp=ڿcp= ףcffffff?c?   !RQ")\(ܿ#p= ף$(\?%?  Gruppe 2{/$?{zG?{RQ?{RQ?{? {(\? {Q? {}?5^I? {bX9? {$C?2􎝿?-      Gruppe 3{fc]F?{ Ac]?{)\(?{RQ?@ {{Gz? { ףp= ? {? {? {?2shۿ-    Kombinationen Zn/Fe Zn/Pb Zn/Cu Zn/Ag Fe/Pb Fe/Cu Fe/Ag Pb/Cu Pb/Ag Cu/Ag iMW Kombinationen !Zn/Fe "Zn/Pb #Zn/Cu $Zn/Ag %Fe/Pb &Fe/Cu 'Fe/Ag (Pb/Cu )Pb/Ag *Cu/Ag +iMW  MW 1-3&D?-& Oe?-&HRq?-&ޖ:&?-)S? -& Y%X?-& g ?-& l.$M8?-& \H?-& l?-2–ػ?-     $5gfffff? $%)\(? $%(\? $%(\? $%Q? $%RQ? $%\(\? $%Q? $%(\? $%? &-E?-  $!5{Gz? $"%)\(? $#%? $$%(\? $%5ףp= ? $&%(\? $'%ףp= ? $(%Gz? $)%(\? $*%q= ףp? &+-(\?- Versuchanordnung BGruppe 4{HzG?h|?5?{MbX?p= ף?{(\µ? {Zd;O? {X9v? {}?5^I? { ףp= ? {RQ?2DL2?-      Gruppe 5{K7?{K?{}?5^I?{/$?{bX9ȶ? {tV? {Q? {/$? {y&1? {d;O?2\eE2?-    # Abweichungen Tausch-Aylward(!=__  (#=&Ps  (%=m۶m?  (&=@?  ('=!pc?  ((=@UUUUU  ()=  (*=ll?  (+=u?    Gruppe 6{X9v?{-?{v?{&1?{/$? {uV? {V-? {)\(? {y&1? {{Gz?2s?-         Gruppe 7 X9v? {}?5^I? {zG? {?5^I ? {rh|?  {x&?  { ףp= ?  {-?  {1Zd?  {}?5^I?2  o?-           Gruppe 8 {p= ף? {Q? {? {? {)\(?  {Q?  {?  {Q?  {ףp= ?  {Q?2 @w?-           MW 4-87 E?# -7 +?# -& *:H?-7 V-o?# -& x&?-&  \m?-&  v/?-&  ??-&  ͪV?-&  ֣p= ?-2 >?-      Nernst$u<7~q7P@X[!Ma '800xp@MP 1 eingefgt1 Diagramm1"\$(Anwendungen der Nernst-Gleichung3Potentialabhngigkeit von der Konzentrationc(Ionenkonz.)[mol/l] b  b  b2  b  b cj@ eA   eSA   eׇA   eeͽA   m _A           qc(Ag+) [mol/l]  ? {Gz? 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Standard-Potenziale Mn04-/Mn2+Ht n Arial Arial )\(?gdd  %  * Gruppe14Gruppe1E:\MMG2MX jһ    <&\@ Quattro Pro for Windows 7@ METAFILEPICT~+\#~+ "  ~+.-  - "- "- "-- "- -- "System-"Arial- .--"Arial- .--"Arial- .-- .--"Arial- .--"Arial- .--"Arial- .-- .-- "-^-- "-[[[[-"Arial- .- "-.-- "-!0 - "-hhh- "-hhh[- "--[- "-!0,2 - "-- "-[- "-ppp-ppp[- "-!0,4 E- "-- "-[- "--[- "-!0,6 - "-www- "-www[- "-$$$-$$$[- "-!0,8 - "-- "-[- "-~~~-~~~[- "-!1 S- "-+++- "-+++[- "--[- "-!1,2 - "-- "-[- "-333-333[- "-!1,4 - "-- "-[- "-- "-!1,6 b..--"Arial- . ! Potenzial E..--"Arial- ..- "---"Arial- ..!0ddd!1d!2FFF!3F!4(((!5(!6   !7 |||!8|!9^^^!10^!11@@@!12@!13"""!14"..--"Arial- . !pH-Wert).--"Arial- .- "-"%d&tF(_ |I^4@"--- "-)--0n[)--~k)--P=)--)--i2V)--)--)--S@s)--)--hU)-->+)--Jy7)--)--),)-- ..--- Es      sE  K        -"Arial- .-- .--"Arial- .--"Arial- .--"Arial- .--"Arial- .--"Arial- .- "-- "--- .-- .!pH-Abhngigkeit des Potenzialsx--"Arial- .-- .!Pourbaix-Diagrammx--"Arial- .   --- "---$  --Times New Roman}- .-- .!Permanganat-Mangan-- .  ---'!!!!)!dxdx dVVVVV)!dxdxV)!dxdx____G$ Breiter SchattendZdTABELLEAi) dXYZ[]E<<CStufe 1Stufe 2Stufe 3Stufe 4Stufe 5(3;$ !DEUS.,,,..      TRW6&A4X3' Letter 6&A4&A43'LetterT$P<DEDE,.,,..      TRW6&A4W6&A4 6&A4 6&A4&A4T$PP  (3;$ !DEUS.,,,..      TRW6&A4X3' Letter 6&A4&A43'LetterT$P<DEDE,.,,..      TRW6&A4W6&A4 6&A4 6&A4&A4T$PP  ($$   1  VVVV)!dxdx____)!dxdx  daaaa)!dxdxP Pdcccc)!dxdx deeee)!dxdx daa)! dxdxhhhh)!dxdx&0 d djjjj)!dxdx&P d dd ddd(d2dReduktionsseite,Pol,Kathodev $$  0  Lsung2: c(Cu2+)0 $ $=0,0005_mol_/l.0 $ $==>_Oxidationssseite_,Pol,Anode.\ $$  dMethodeA:d 0 a ZunchstistdasPotenzialjedereinzelnenHalbzellezuberechnen,alsodermitder (P  Konzentrationc(_Men_+)=0,5_mol_/lunddermit0,0005_mol_/l.DanachwirddieDifferenz 6  gebildet:_E_Ԁ=E(Kathode)E(Anode)=E_Akz_.EDona$a$    a _EAkzeptor_󀀀=E+0,059/2V*lg{c(Cu2+)}    =0,35V+0,059/2*lg(0,5)0  =0,35V+0,059/2*(0,3010)= 0,3411V $$   =EAkzeptor,Kathode,Pol,Reduktionselektrode  0  InderZellemitder konzentrierten Lsungwerden Metallionenreduziert, damitIonenausder r LsunggehenundderenKonzentrationsichverringert.X $ $ _EDonator_=E+0,059/2V*lg{c(Cu2+)} $L   =0,35V+0,059/2*lg(0,0005)0  =0,35V+0,059/2*(3,3010)= 0,2526V  2$$   =EDonator,Anode,Pol,Oxidationselektrode  0  InderZellemitder verdnnten Lsungwerden Metallatomeoxidiert, damitIonenindieLsung  hineingehenundderenKonzentrationsichvergr ert. $ $  dDifferenzderPotenziale: d  U=_E_Ԁ=_EKath_󀄀_EAn_=_EAkz_._EDon_= 0,3411V 󀄀 0,2526V=0,0885V  n  dMethodeB:d Die_Nernst_ԄGleichungwirdaufgestelltundumformuliert,dannerstdieWerteeingesetzt. :b  DaAkzeptorundDonatorHalbzelledasselbeStandardpotenzialhabenEhaben,kannesausder !." BeziehungU=_E_Ԁ=_EKath_󀄀_Ean_auch_herausgerechnet_Ԁwerden. ! # Damitgilt:U=_E_Ԁ=0,059/2V*lg{_cKath_(Cu2+)/_cAn_(Cu2+)}=0,059/2V*lg{0,5_mol_/l/0,0005mol/l} #!%    a =0,059/2V*lg{1000}0  0q$$=0,059/2V*3$"&q$q$    a _E_Ԁ =0,0885V  %#'  d2.VergleichderWertebeibeidenMethoden: d j&$( BeibeidenMethodenkommtdasselbeErgebnisheraus. P'x%)  Fazit:0  FrRedoxsysteme,beidenenessichinderDonatorundAkzeptorHalbzelleumdieselbeMetall 6(^&* /MetallionenKombinationhandelt,kanndasStandardpotenzialausderGleicheliminiertwerden.Es )D'+ giltdie_Nernst_ԄGleichunginderForm: _E_Ԁ=0,059/nV*lg{_cKath_(_Men_+)/_cAn_(_Men_+)} **(, $ $    a  U   =0,059/nV*lg{c(_konz.Lsg_)/c(_verd.Lsg_)} *)-    a  U   =0,059/nV*lg{c(_Akz_)/c(Don)} +).    a  U   =0,059/nV*lg[c(Oxidation)/c(Reduktion)} ,*/  dFrAu/Au3+d mitE=1,42Vundc(_Konz_)=0,5_mol_/lundv(_Verd_)=0,0005_mol_/lgilt: .,1   _E_Ԁ=0,059/nV*lg{_cKath_(_Men_+)/_cAn_(_Men_+)} =0,059/3V*lg{0,5_mol_/l/0,0005_mol_/l} f/-2   =0,059/3*V*30 i 0i$i$0$$L0t.3$$   = 0,059V  21Z/4  Fazit:0  AusdemVergleichderCu/Cu2+󀄀undAu/Au3+Systemewirddeutlich:beiKonzentrationszellenmit 2@05 identischenIoneninbeidenHalbzellenkommtesaufdasStandardPotenzialnichtan,lediglichdie 2&16 KonzentrationsDifferenzbestimmtdasPotenzialdesGesamtsystemsbzw.derZellen.3 27 $ $ ЇdFr 2Cl&/Cl2:d +1,36Vgilt:  0  E=E+0,059/2V*lg{1/c2(Cl&)}0 $ $=E0,059V*lgc(Cl&)}$$     Reaktionsgleichung:0 U 2Cl&7Cl2(_aq_)+2e&U $U $   E=0,059/2V*lg{p(Cl2)/c2(Cl&)} V~ BeiReaktionen,andenensowohlgasfrmigealsauchgelsteStoffebeteiligtsind,kannmannebeneinander "J dieZahlenwertederDruckangaben(inbar)undKonzentrationsangabenin(_mol_/l)verwenden.  0 Nachder Allgemeinen_Gasgleichung_Ԁ p*v=n*R*Tgilt:       a  U    i p=n/V*R*Tunddamit      a 0 U 0 U $U $0i $ $p=c*R*T i$i$ Istp(Cl2)=1bar=105Pa,danngilt: l    E=E+R*T*lg{1/c2(Cl&)}=ER*T*lg({c(Cl&)} 8`    a 2*M*FM*F F 0  =E0,059V*lg({c(Cl&)}, $ $  Anwendung: Frc(Cl&)=0,5_mol_/lgiltdann:0  d_Konz.Lsg_.=Anode=Oxidation=Donator =RPold$$   _EAn_=E0,059V*lg({c(Cl&)}=0  +1,36V0,059V*(0,3010)=1,36V+0,0178V$$   = 1,3778V   0  Frc(Cl&)=0,0005_mol_/lgiltdann:0 $ $ 0$$d_Verd.Lsg_.=Kathode=Reduktion=_Akzepor_Ԁ= QPol dNv$$   _EKath_.=E0,059V*lg({c(Cl&)}=0  +1,36V0,059V*(3,3010)=1,36V+0,1948VB$$   = 1,5548V  ( Vereinfachung:0 U _E_Ԁ=0,059/nV*lg {c(Oxidation)/c(Reduktion)}U $U $    a  U =0,059V*lg(0,5/0,0005)     a  U =0,059V*3      a 򀀀_E_Ԁ = 0,177V  ~!    a  U    i      q    ! Fazit: 0  Auchbei_Nme_ԄReaktionenimgleichenIonensystemgiltdie_Nernst_ԄGleichungJ!r# $ $ H( YXU  X!XYXU  XH Unterschiede: 0 U 0 U $U $ _Me_Ԁ<====>_Men_+0 $ $0q$$2_NMe_&<====>NMe2 #>!%q$q$   _Konzentr_.Lsung 0   EAkzeptor0 $ $0$$0q$$0q$q$EDonator#$"&$$    a  U    Kathode0  0$$0q$$0q$q$Anode$ #'$$    a  U    QPol0  0$$0q$$0q$q$RPol%#($$    a  U    Reduktion0  0$$0q$$0q$q$Oxidation&$)$$   _Verd_.Lsung: 0  0  $ $EDonator0 $ $0$$0q$$0q$q$EAkzeptorz(&+$$ 0  0a $ $0U a$a$0 U $U $ Anode0 $ $0$$0q$$0q$q$Kathode`)',$$ 0  0a $ $0U a$a$0 U $U $ RPol0 $ $0$$0q$$0q$q$QPolF*n(-$$ 0  0a $ $0U a$a$0 U $U $ Oxidation0 $ $0$$0q$$0q$q$Reduktion,+T).$$   , +0   XXv  HYX  X YXU  X!XHdAufgabe2:d0 #  RP##XvX 3P# EineHalbzelle,bestehendausverschiedenenAnteilenderLsungenvon Eisen(II)  _sulfat_Ԁ und Eisen(III)_chlorid_, indieeinePtElektrodeeingesetztwird,wirdmiteiner & ZinkHalbzellekombiniert,inderdie Zn2+Ionenkonzentrationc(Zn2+)=0,1_mol_/l    betrgt.DabeiistdieKonzentrationder Eisen(II)SulfatLsungdoppeltsogro   wiediederEisen(III)_chlorid_ԄLsung.  $ $  dArbeitsauftrag:d 0 BerechnedieZellspannung!| $ $ Zusatzinformation:0 E(Zn/Zn2+)=0,76Vb $ $ 0  0a $ $0 a$a$E(Fe/Fe2+)=0,41VH p $ $ 0  0a $ $0 a$a$E(Fe2+/Fe3+)=+0,77V. V  $ $  d.XXv..Lsung:#..U##XvX.eU#d0 a DieBedingungberdieKonzentrationsverhltnisseistderSchlsselzumVerstndnisder  "  Aufgabe:  d1*c(Fe2+)=2*c(Fe3+)d * a$a$  Zellspannungsberechnung:    PotenzialderZn/Zn2+Halbzelle:0 i E=E+0,059/2V*lgc(Zn2+)=0!i$i$0,76V+0,059/2V*lg(0,1) !$!$    a     i =0,76V+(0,0295)V0  $$    a     i = 0,7895V   PotenzialderFe2+/Fe3+Halbzelle:0 i E=E+0,059V*lg{c(_Ox_)/c(Red)}0yi$i$Red<==>_Ox_Ԁ+n*e&fy$y$    a     i =+0,77V*lg{c(Fe3+)/c(Fe2+)}0 ! 0y!$!$Fe2+0y$y$Fe3+Lt$$    a     i 0  0$$0q$$0q$q$0!$$0y!$!$EreichEarm2Zy$y$ Potenzialder Zn/Zn2+HalbzelleistderOxidationsvorgang =EDonator,weilnegativesStandard & Potenzial   demstehtgegenberdas PotenzialderFe2+/Fe3+Halbzelle=EAkzeptor, weilpositivesStandard  Potenzial  WennZnderElektronendonatorist,dannluftdieReaktionvonFe3+zuFe2+:Fe3++1e">Fe2+ | DannistE=E+0,059V*lg(1/2),weildieBedingunggilt: d1*c(Fe2+)=2*c(Fe3+)d  Hp 0  =0,77V+((0,059V*(0,3010))=0,77V0,0178V.V $ $   =0,7522V  < Danngilt: a U=_E_Ԁ=_EKath_󀄀_EAn_=0,7522V( 0,7895V ) !    a  =1,5417V   "   XXvdAufgabe3:d 0 #XvX _#PermanganatIonensindinsaurerLsungguteOxidationsmittel.^$"& $ $  Arbeitsauftrge:  %#'  ! ! (eh88"3"  0  3$a2eh  1  .3  0a $ $  Vergleichedieverschiedenen_Redoxpotenziale_ԀderReduktionvonPermanganatIonen j&$( miteinander.3$a]a݌P'x%)a$a$ Ќ  "3"  0  3b2eh  2  .3  0a $ $  Begrnde,weshalbdieOxidationswirkungeinerKMnO4LsungmitgeringerwerdenderH+ 6(^&* Ionenkonzentrationabnimmt.   3bb݌)D'+a$a$ Ќ  0  Zusatzinformation: _Redoxpotenziale_ԀverschiedenerPermanganatReaktionen.**(, $ $    a MnO4&+e&6MnO42&0  0$$0q$$E=0,56V*)-q$q$    a MnO4&+2H2O+3e&6MnO2(s)+4OH& q E=0,59V +).    a MnO4&+4H++3e&6MnO2(s)+2H2O0 q E=1,69V,*/q$q$    a MnO4&+8H++5e&6Mn2++4H2O0  0q$$E=1,51V-+0q$q$  .XXvdLsung:d#XvX.ug# f/-2  ZugrundeliegendeRedoxreaktionist:MnO4&+8H++5e&6Mn2++4H2O n0.3 Allgemein:0 a 0 a$a$_Ox_Ԁ+n*e6RedT1|/4 $ $  Anwendung_Nernst_: E=E+0,059/5V*lg{c(_Ox_)/c(Red)}  3H16 Ѐ=E+0,059/5*lg{c(MnO4&)*c8(H+)/c(Mn2+)} 4.27    a  E=1,51+0,059/5*lg{c(MnO4&)/c(Mn2+)}+lgc8(H+)  AnwendungderProduktbzw.QuotientenregelundderDefinition lgc(H+)=pH   Dannwird:E=E+0,059/5V*lg{c(MnO4&)/c(Mn2+)}8*pH} p oder:=E+0,059/5V*lg{c(MnO4&)/c(Mn2+)}(0,059/5*8*pH) V~   =E8*0,059/5V*pH+0,059/5V*lg{c(MnO4&)/c(Mn2+)} <d   =1,51V0,0944*pH+0,059/5V*lg{c(_Ox_)/c(Red)} "J  Annahme: Nimmtmanan,dassc(_Ox_)/c(Red)=1:1ist,dannist0,059/5V*lg(1/1)=0!    Danngilt:E=E0,0944*pH.    $$$$$VVVVO?;h~0!  `.. 0dE! H Y ( $$$$  *%V&ddd Xdd Xdd X$$,dd ,dd ,$dd +   _Aufg_.Nr. >  Arbeitsauftrag  $! AufgabenstellungText  >" _Pkte_  ># I.1.  v $ EPotenzialefr3SystemenachMethodeAundB  v %   v & I.2.  ! ' VergleichderErgebnissevonMethodeAundB  ! (   ! ) I.3.  j#!* DefinitionenderPole,KathodeAnode,OxidationReduktion  j#!+   j#!, I.4  $ #- Warum2Cl/Cl2andersalsMetall/MetallIonenSysteme  $ #.   $ #/ II.  ^&$0 Eisen(II)(Eisen(III)SystemgegenZn/Zn2+System  ^&$1   ^&$2 III.1.  '&3 Vergleichder_Redoxpotenziale_  '&4   '&5 III.2  R)z'6 Abhngigkeitder_Redoxpotenziale_Ԁvom_pH_ԄWert  R)z'7  R)z'8    _W+ XXvEnde/V03/6.Dezember2005____#XvX W+|t#_