Springen naar inhoud

Elektrochemische cel


  • Log in om te kunnen reageren

#1

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2010 - 20:40

Hallo,

Ik zit vast met een eenvoudig vraagstukje. Echter door een paar tegenstrijdigheden in verschillend didactisch materiaal vind ik toch de juiste oplossing niet.

Het betreft een elektrochemische cel met

Fe/Fe2+ met E=-0.440V (met activiteit van Fe2+ = 0.1) en Cd/Cd2+ met E=-0.403V (met activiteit Cd 2+ =0.01)

Dus ik wil graag de potentiaal van de cel berekenen. Fe/Fe2+ heeft de meest negatieve E, wat dus volgens mij betekent dat Fe hier de reductor is en geoxideerd wordt. Volgens reactie Fe <=> 2e- + Fe2+

en 2e- + Cd2+ <=> Cd is dan de reductie.

De celpotentiaal is dan te berekenen met de Nernstvergelijking. Echter hier kom ik steeds een uitkomst uit die niet klopt zogezegd. En ik zie door de bomen het bos niet meer. Ook al weet ik dat er niet veel achter schuilt.

Ik doe:

Etot = E(Fe) - E(Cd)- 0.059/2 * log(0.1/0.01) Klopt dit dan niet?


Kan iemand mij even uit de nood helpen?
Ook wordt gevraagd achter de polariteit van de elektroden en dit weet ik ook niet.

vriendelijk bedankt!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 11 mei 2010 - 21:04

Reken eerst eens de echte E uit met Nernstvergelijking voor elk ionenpaar apart.
Hydrogen economy is a Hype.

#3

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2010 - 22:07

Dus

voor Fe/Fe2+ geeft dit: E = E -0.059/2 log(activiteitFe2+)
en voor Cd/Cd2+ geeft dit: E = E -0.059 log (1/activiteit Cd2+)

dan doe ik E(Fe) - E(Cd) met E(Fe) = -0.405V en E(Cd)=-0.462V

dit geeft me: als Etotaal= 0.0515 V
Dit klopt niet volgens de uitkomsten...

alvast bedankt!

groeten

#4

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 mei 2010 - 10:08

... E(Fe) = -0.405V en E(Cd)=-0.462V

Ik zie niet hoe je met jouw formules op deze waarden komt.

Bovendien:

ten eerste: de Log in de Nernst vergelijking is de natuurlijke Log, dus Ln

ten tweede: de reductor en oxidator in de Nernst vergelijking zijn die van het desbetreffende ionenpaar, in dit geval dus respectievelijk het metaal en het 2+ ion van dat ionenpaar.
Hydrogen economy is a Hype.

#5

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2010 - 17:07

Dus ik reken uit met natuurlijke logaritmen. Klopt nog steeds niet.

E=E - 0.059 / 2 * ln ( red/ox) dus geeft E = E - 0.059 /2 * ln([Fe]/[Fe2+]) = -0.5079V

met [Fe2+]=0.1 en [Fe]=1 aangezien Fe een vaste stof is die in een aparte fase zit.

voor Cd geeft dit dan

E=E - 0.059 /2 * ln([Cd]/[Cd2+]) =-0.5388V met [Cd]=1 en [Cd2+]= 0.01

ga ik hier dan in de fout? Zet ik de ionparen in de foute volgorde? maw moet Cd2+ misschien in de teller staan? of Fe2+

groeten

#6

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 mei 2010 - 17:11

Nee hoor, volgens mij is het nu juist.

Klopt nog steeds niet.

Wat is dan het antwoord uit het boek?
Hydrogen economy is a Hype.

#7

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2010 - 17:36

gegeven oplossingen -0.022V en ik kom dus uit +0.031V

het is toch Ered - Eox dus E(Fe)-E(Cd)? anders zou het -0.031 wat toch al wat dichter bij deze waarde aansluit. En om te besluiten in welke richting de reactie spontaan opgaat is dit teken toch belangerijk. Niet?

groeten

#8

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 mei 2010 - 17:46

Kijk nog eens goed naar de echte E's in plaats van de Eo's en dan zie je dat het andersom is dan je eerst dacht: niet Fe zal worden geoxideerd door Cd2+ maar Cd zal worden geoxideerd door Fe2+.

Je komt in dit geval dus op -0.031 V

Maar ik kan ook niet verklaren waarom het officile antwoord -0.022 V zou moeten zijn.
Hydrogen economy is a Hype.

#9

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2010 - 18:07

Ha! inderdaad! Misschien betreft het hier een onnauwkeurigheid dan.

Weet jij toevallig wat bedoeld wordt met polariteit van de elektroden?

Bedankt voor je hulp!

#10

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 mei 2010 - 18:12

Welke elektrode is de plus en welke is de min?

Veranderd door Fred F., 12 mei 2010 - 18:22

Hydrogen economy is a Hype.

#11

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 mei 2010 - 14:41

wel,

als Fe2+ Cd zal oxideren dan gebeurt de oxidatie bij Cd/Cd2+ dus is dit de anode dus is dit de min.

omgekeerd zo voor Fe/Fe2+ dan gebeurt daar de reductie en is dat dus de kathode en dus de plus.

klopt?

#12

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 13 mei 2010 - 16:38

Inderdaad, de elektronen zullen vanaf de negatieve Cd elektrode, via de voltmeter (of wat dan ook), naar de positieve Fe elektrode stromen.
Hydrogen economy is a Hype.

#13

phenomen

    phenomen


  • >100 berichten
  • 220 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 mei 2010 - 12:19

Hier ben ik weer. Bedankt alvast voor de hulp!! Maar ik heb nog een vraagje.

Nu heb ik een waterige oplossing met [Fe3+] en [Sn2+] ionen in een bepaalde concentratie.
Ik wil deze oplossing laten reageren tot een evenwicht. Echter, Fe3+ is een sterke oxidator, en Sn is een zwakke reductor. Maar ik er is niets gegeven over Sn dus er is geen Sn om te oxideren. Betekent dit dat Fe3+ het water zal oxideren? Volgens verandert de Sn2+ concentratie niet in deze oplossing. Klop dit?

Als ik het water oxideer is dit dan 2OH- + H2 => 2H2O. Maar ja ik kan toch niet veronderstellen dat er H2 is om te oxideren?
dus ja, wie zal wie hier oxideren?

groeten!

#14

Pheno

    Pheno


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 juli 2010 - 21:53

Hier ben ik weer. Bedankt alvast voor de hulp!! Maar ik heb nog een vraagje.

Nu heb ik een waterige oplossing met [Fe3+] en [Sn2+] ionen in een bepaalde concentratie.
Ik wil deze oplossing laten reageren tot een evenwicht. Echter, Fe3+ is een sterke oxidator, en Sn is een zwakke reductor. Maar ik er is niets gegeven over Sn dus er is geen Sn om te oxideren. Betekent dit dat Fe3+ het water zal oxideren? Volgens verandert de Sn2+ concentratie niet in deze oplossing. Klop dit?

Als ik het water oxideer is dit dan 2OH- + H2 => 2H2O. Maar ja ik kan toch niet veronderstellen dat er H2 is om te oxideren?
dus ja, wie zal wie hier oxideren?

groeten!

Sn kent meerdere oxidatietrappen, niet alleen Sn2+, zodat Fe3+ het Sn2+ kan oxideren.

#15

nLight

    nLight


  • >25 berichten
  • 51 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 juli 2010 - 12:17

Mss nog een heel laat antwoord, maar de vergelijking die je gebruikte was WEL juist. Je gebruikt gewoon een
vereenvoudigde versie waar de ln is vervangen door log.

LaTeX = 8,314 * 298 / 96484,6 = 0,025678 en ln = 2,3*log , dus uiteindelijk kom je op:
0,0591*log


De volledige vergelijking is dan E = E0 - 0,0591/n*log Q.

Probeer het nog eens op te lossen, misschien kom je nu wel de juiste waarde uit.




Yannic

Veranderd door nLight, 28 juli 2010 - 12:22






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures