Instrumentelle Analytik

[Snaky_Millie]

Hallo,

ich bin jetzt gerade dabei, zum dritten Mal für die Instru-Klausur zu lernen, aber irgendwie fallen mir doch immer noch Details auf, die ich nicht wirklich verstehe und auch mit den Büchern nicht klären kann, da teilweise gegensätzliches drin steht.
Von daher würde ich mich freuen, wenn mir hier jemand helfen könnte...auch wenn es vermutlich teils sehr blöde Fragen werden, aber ich stehe einfach auf Kriegsfuß mit Instru...

1.) Im Steinhilber steht zur Metallelektrode folgende Nernst-Gleichung:
E = E⁰ + 0,059/z * log a(Me)

Es müsste aber doch die Aktivität von Me^z+ sein, weil die Aktivität von Me = 1 ist, oder ?
Also
E = E⁰ + 0,059/z * log a(Me^z+)

Letztere Gleichung steht auch im Rücker, im Internet finde ich jedoch beide Versionen.


2.) Im Steinhilber wird in allen Nernst-Gleichungen für das Zell- und Standardpotential E/E⁰ verwendet, im Rücker U/U*, im Internet wird teilweise beides wild durcheinander gemischt.
Sind E und U bzw. E⁰ und U* nun identisch, oder gibt es Unterschiede ? Wenn ja, welche ?
Wann verwende ich was ?

Es kommen bestimmt noch mehr Fragen, aber das war es erstmal.

Lg,
Steffi

[mia]

Zu 1) Ich würde immer die 2.Gleichung nehmen, die mit dem Me(z+). Denn ich stimme dir zu, die aktivität eines feststoffes, also auch eines elementaren metalls, ist 1.

zu 2) hier kann ich dir auf jeden fall helfen. Mit E0 ist das Standardelektrodenpotenzial gemeint, dass liest du aus einer Tabelle ab oder lernst es auswendig, z.B. Zn/Zn2+ => E0= 0,77V .
standardbedingungen bedeuten: ein metall in einer 1molaren lösung seiner ionen, gemessen gegen die normalwasserstoffelektrode. Da du hier eine Spannung misst, wird statt E auch manchmal ein U verwendet, das U das zeichen für die Elektrische spannung ist.

Ob E oder E0 hast du dir eigentlich schon selber beantwortet. Denn E = E0 + 0,059 * log a(Mez+)
Also: E0 bzw. U0 aus tabelle, E oder U mithilfe der Nernstgleichung bei nichtstandard-bedingungen ausrechnen.

Ich habe es damals so gelernt, dass man das potenzial einer Halbzelle als E ausgerechnet hat, und das Spannung des gesamten Systems dann als U bezeichnet hat, also: U= E (elektronenakzeptor) - E(elektronendonator)

[Snaky_Millie]

Mia, danke für deine Antwort !

Habe noch ein paar Fragen zu Elektrochemie-Übungsaufgaben:

1.Überlegen Sie, bei welchen Titrationsumsätzen die gemessenen Elektrodenspannungen Auskunft über die Standardelektrodenspannungen des
a) Titranden
b) Titrators
geben.
Wenden Sie zur Beantwortung die Nernst-Gleichung an.

Versteh ich leider überhaupt nicht und auch meine Kommilitonen haben keine vernünftige Lösung.
Ich hab hier nur Tau= 2 und Tau=0,5 stehen, aber was bei welchem und wieso ?


7.) Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante für die Silber/Silberchlorid-Elektrode (SSE).
Wenden Sie zu Beantwortung die Nernstgleichung an.

Wir haben das bei einer anderen Aufgabe mit diesen Gleichungen gemacht:

^G = -n * F * EMK
^G = -R * T + lnk
EMK = U K, Red - U A, Red

=> n * F * EMK = R * T * lnk

Das ganze dann nach k auflösen.
Aber das Ergebnis unseres Professors stimmt leider nicht mit unserem Ergebnis überein.
Er bekommt k = 1,6 * 10^-10 raus, also das Löslichkeitsprodukt von Silberchlorid.

Laut Tabelle ist:
E0 AgCl = +0,22 V
E0 Ag = +0,8 V

Ich habe jetzt mal ausprobiert, und wenn ich AgCl (+0,22V) als Kathode und Ag (+0,8V) als Anode nehme,
also EMK = -0,58 V ist, komme ich auf das richtige Ergebnis.
Aber warum ist das so ?
Eigentlich müsste es doch umgekeht ablaufen: Ag hat das positivere Potential und müsste reduziert werden (=Kathode), AgCl müsste oxidiert werden (=Anode).
Verstehen wir irgendwie alle nicht....

Ich hoffe, mir kann jemand helfen...

Lg,
Steffi

[mia]

zu der ersten Frage:

Deine Zahlen sind richtig, und was wofür steht, kann man sich herleiten wenn man sich mal die reaktionsgleichungen anschaut.

Zu beginn der Titration liegt nur deine Probe (titrand) vor, und da du noch keine Maßlösung (titrator) zugesetzt hast, auch nur in einer form, sagen wir einmal mal reduziert, also z.B Fe2. Da du nur die reduzierte Form hast, kann du die Nernstgleichung nicht formulieren, denn dafür brauchst du ein Gleichgewicht.

Nun kommt ein tropfen Maßlösung dazu. Die Oxidiert nun etwas Fe2+, selber wird sie sofort reduziert. Ab jetzt hast du von deiner Probe ein gleichgewicht zwischen oxidierter und reduzierter form. Da deine Maßlösung aber sofort komplett reduziert wurde, hast du jetzt von der Maßlösung nur die reduzierte Form.

Am halbäquivalenzpunkt ist die hälfte deiner Probe nun oxidiert worden, setzt man dass in die Nernstgleichung ein, fällt der hintere Term weg, da c(Fe3+)=c(Fe2+) und daher c(Fe3+)/c(Fe2+)=1 und log 1=0
eh voila, dein Tau=0,5

Am Äquivalenzpunkt ist deine Probe nun vollständig oxidiert, du hast kein teilchen reduzierte Form mehr, die Nernstgleichung ist wieder nicht mehr andwendbar. Aber ab jetzt hast du ein teilchen Maßlösung vorliegen, was nicht mehr reduziert werden konnte(alle Fe2+ waren ja schon weg). Ab jetzt hast du ein gleichgewicht zwischen oxidierter und reduzierter maßlösung. Am anfang hast du aber noch viiiieel mehr reduzierte maßlösung.
damit der hintere term wieder wegfällt, brauchen wir nun wieder c(Ox)=c(Red). Das tritt ein, wenn wir genau doppelt so viel maßlösung eingesetzt haben wie wir probe hatten, also Tau=2.

[Snaky_Millie]

Mia, vielen Dank an dich, du hast mir wirklich viel geholfen ! Ich bin noch mal über zwei Fragen gestolpert. 1. ) Berechnen Sie die Energie einer Strahlung mit der Wellenzahl 3000 cm^-1, bezogen auf ein Mol. Ich hab hier als Formel stehen: E = N * h * v Aber wofür steht das N ??? 2. ) Wieviel %ig ist eine isotone Panthenol-Lösung ? Panthenol Mr: 205,25 Wie rechne ich das ?

[Pancha]

2. ) Wieviel %ig ist eine isotone Panthenol-Lösung ? Panthenol Mr: 205,25

Der osmotische Druck ist eine kollegative Eigenschaft und hängt somit nur von der Zahl der gelösten Teilchen (Stoffmenge) ab. Wenn du also weißt, dass eine isotonische NaCl-Lösung 0,9%ig (m/V) ist, kannst du das auch für das Panthenol ausrechnen. Zu beachten ist, dass ein Mol NaCl beim Lösen in je ein Mol Ionen zerfällt.
So müsste man es eigentlich ausrechnen können.

[Snaky_Millie]

Hallo,

Der osmotische Druck ist eine kollegative Eigenschaft und hängt somit nur von der Zahl der gelösten Teilchen (Stoffmenge) ab. Wenn du also weißt, dass eine isotonische NaCl-Lösung 0,9%ig (m/V) ist, kannst du das auch für das Panthenol ausrechnen. Zu beachten ist, dass ein Mol NaCl beim Lösen in je ein Mol Ionen zerfällt.

Hast du vielleicht die genaue Rechnung einmal für mich ?

Ich dreh gerade mehr oder weniger durch. Noch zehn Tagen bis zur Klausur, ich hab soviel gelernt und jetzt sitz ich an den Altklausuren und hab das Gefühl, dass ich gar nichts kann.

Ich setz hier einfach noch mal ein paar Fragen rein, vielleicht kann ja jemand helfen:

1.) Cl- und I- können argentometrisch nebeneinander bestimmt werden.
- Beschreiben sie kurz das Prinzip der Amperometrie.
- Zeichnen Sie die Titrationskurve.

Wie funktioniert die Argentometrie mit Amperometrie ?! Wir hatten die Simultanbestimmung von Cl- und I- nur mit Potentiometrie.


2. ) Was für Eigenschaften muss ein Stoff haben, damit seine Brechzahl kleiner als 1 ist.

Ich hätte jetzt gesagt, die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts in der Substand muss schneller sein als im Vakuum.
Aber ist das gemeint ?!


3.) Blei und Bleioxalat, geben Sie die potentialbildenden Reaktionen an.

4. ) AsO3 zu AsO4 durch Bromierung, wie heißt das potentiometrische Prinzip.

Potentiometrisch ?! Wir haben das nur mit der Coulometrischen Titration gemacht, wie funktioniert es in der Potentiometrie ?

5.) Eine Reaktion läuft nach dem Prinzip A + B -> AB ab.
Berechne die molare Leitfähigkeir. Ks und c(AB) ist gegeben.

6.) Welche Spannung muss angelegt werden um Cadmium polarographisch quantitativ (99,99 %) abzuscheiden ? Bei pH 1, pH 7, pH 14. Die Überspannung des Wassers beträgt 0,3 V.

7. ) Polarographie, Reaktionsgleichung zwischen Thorium und Cer

[Snaky_Millie]

Und noch ein bißchen was...

8.) Tastpolarographie: Simultanbestimmung von Pb- und Cu-Kationen im Trinkwasser.
- Kurvenverlauf: ich hätte jetzt gesagt, Cupfer bei der ersten Stufe, Blei bei der zweiten ?
- Was müssen Sie dem Trinkwasser zusetzen und warum ? Im Netz hab ich was von Acetatpuffer gelesen, da ging es aber um inverse Voltammetrie. Stimmt das ? Und warum ?

9.) Wie kann man in verschiedenen Anordnungen gemessene Potentialdifferenzen miteinander vergleichbar machen ? Wie gelangt man zu Vorhersagen über sich einstellende Potentialdifferenzen ?

10.) Potentiometrische Titration: 2 Sn^2+ + IO3^- + 6 H^+ + 2 Cl^- -> 2 Sn ^4+ + [ICl2^]^- + 3 H2O
Berechnen Sie das Indikatorpotential bei T = 0,5, T = 1, T = 1,2

Bei T = 0,5 würde ich sagen liegt gleich viel Sn^2+ und Sn^4+ vor, also ist es U* von Sn.
Aber bei den beiden anderen ?!

11.) Coulometrische Titration: Für 20,0 ml einer wässrigen Lsg. der As^3+ haltigen Salbe wurde eine coul. Titration durchgeführt. Aus der verbrauchten Ladungsmenge bis zum ÄP wurde errechnet, dasss 3,395 * 10^-3 g Brom erzeugt worden sin.
Wie hoch ist die Konzentration an As^3+ in der Probelösung (in mg/ml)
Mr(Br2) = 159,8 g/mol; Mr (As) = 74,92 g/mol
As^3+ + Br2 -> As^5+ + 2 Br^-

12.) GC, Polydimethylsiloxansäule; isotherme Arbeitsweise; Reihenfolge der Elution von:
Mesitylen, Pyren, Benzen, Phenanthren, p-Xylen, Toluen
Die Säule ist ja eher schwach polar, richtig ?
Geh ich hier einfach den Siedepunkt, sprich niedriger Siedepunkt = frühe Elution ?
Ich weiß leider nicht, ob die Siedepunkte gegeben waren.