Rechenübungen Redoxgleichgewichte 1. Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante für die Zementation eines löslichen Kupfer(II)salzes mit Eisen! ( E oH (Fe/Fe2+) = -0,44 V, E oH (Cu/Cu2+) = 0,34 V) pK = -26,4 2. Gegeben sind die folgenden Teilgleichungen mit den dazugehörigen Standardpotentialen: I2 + 6 H2O 2 IO3- + 12 H+ + 10 e- E oH = 1,195 V 2 I- I2 + 2 e- E oH = 0,535 V Berechnen Sie aus diesen Angaben die Gleichgewichtskonstante für folgende Reaktion: IO3- + 6 H+ + 5 I- 3 I2 + 3 H2O! pK = -55,93 3. Berechnen Sie für die Reaktion Sn2+ + 2 Ce4+ Sn4+ + 2 Ce3+ die Gleichgewichtskonstante aus den Standardelektrodenpotentialen E oH (Sn2+/Sn4+) = 0,154 V; E oH (Ce3+/Ce4+) = 1,610 V! pK = -49,36 4. Bestimmen Sie die Zellspannung der Kette Sn(s) | Sn2+ || Ag+ | Ag(s) für jeweils 0,05 molare Metallsalzlösungen! Wie lautet die Reaktionsgleichung? ( E oH (Ag/Ag+) = +0,799 V, E oH (Sn/Sn2+) = -0,136 V) 0,8966 V 5. Von einer Kette Zn(s) | ZnSO4 || CuSO4 | Cu(s) ist die Zellspannung für eine Konzentration an CuSO4 von 0,25 mol/l und an ZnSO4 von 0,1 mol/l zu bestimmen! ( E oH (Cu/Cu2+) = 0,34 V, E oH (Zn/Zn2+) = -0,76 V) 6. Wie groß ist der Betrag der Zellspannung für die Konzentrationskette Ag | Ag+; c = 0,1 M || Ag+; c = 0,01 M | Ag bei 25 °C, wenn man Diffusionspotentiale vernachlässigen kann? 0,059 V 7. Prüfen Sie, ob Chrom(III)-Ionen durch metallisches Chrom zu Chrom(II)-Ionen reduziert werden können! ( E oH (Cr/Cr2+) = -0,91 V, E oH (Cr2+/Cr3+) = -0,41 V) pK = -16,95 Die Lösung kann reduziert werden. 1 8. Berechnen Sie das Standardelektrodenpotential für das System Fe/Fe3+! ( E oH (Fe/Fe2+) = -0,44 V, E oH (Fe2+/Fe3+) = 0,77 V) -0,037 V 9. Berechnen Sie das Redoxpotential einer Lösung, die 1,5 mol/l KBr und 0,1 mol/l KBrO3 enthält und einen pH-Wert von 2,5 aufweist! ( E oH (BrO3-/Br-) = 1,44 V) 1,281 V 10. Um welchen Betrag in Volt verändert sich das Redoxpotential im System MnO4-/Mn2+, wenn man (nur) die Hydroniumionenaktivität von 1 mol/l auf 0,0001 mol/l herabsetzt? -0,3776V 11. Um welche Beträge ändern sich die Elektrodenpotentiale nachfolgender Redoxpaare bei pH-Erhöhung um eine Einheit? Cr3+/Cr2O72-, Cl-/ClO4-, H2O/H2O2 Welche Potentiale haben diese Systeme bei pH = 7? 12. In einer wäßrigen Lösung von Fe2(SO4)3 wird 1 % des Fe3+ zu Fe2+reduziert. Welches Redoxpotential wird in dieser Lösung gegen die Standardwasserstoffelektrode gemessen? ( E oH (Fe2+/Fe3+) = 0,77 V) 0,89V 13. Bei der Titration von Fe2+ mit Ce4+ betrage der Verbrauch bis zum Äquivalenzpunkt 25 ml Maßlösung. Bei einem Verbrauch von nur 12,5 ml der Maßlösung wird im Titrationsgemisch ein Potential von + 0,77 V gemessen. Welches Standardelektrodenpotential ergibt sich daraus für das Redoxpaar Fe2+/Fe3+ (alle Potentiale gegen die Normalwasserstoffelektrode gemessen)? 0,78 V 14. Eine Lösung enthält 0,01 mol/l Fe2+, 0,001 mol/l Fe3+ und 0,001 mol/l Ce3+. Sie soll mit Ce4+ titriert werden. Geben Sie die Redoxpotentiale bei = 0; 0,5; 1; 2 bei 25 °C an! ( E oH (Fe2+/Fe3+) = 0,77 V, E oH (Ce3+/Ce4+) = 1,610 V) 0,711 V, 0,775 V, 1,19 V, 1,607 V 2 15. Eisen soll in saurer Lösung mit Permanganat titriert werden (pH = 1). Wie groß ist der Potentialsprung zwischen = 0,99 und = 1,01, wie groß sind die Redoxpotentiale an diesen Punkten? ( E oH (Fe2+/Fe3+) = 0,77 V, E oH (Mn2+/MnO4-) = 1,51 V) 0,888 V, 1,392 V, 0,504 V 3