Redox, hulp aub!

Oplossing 1:
V=1,00 liter
[Fe(3+)]=0,18 mol/l
[Fe(2+)]=0,14 mol/l
pH=1,00

Oplossing 2:
V=1,00 liter
[Cr2O7(2-)]=0,08 mol/l
[Cr(3+)]=0,04 mol/l
pH=1,00

Standaardelektrodepotentialen:
E(Fe(3+)/Fe(2+))=0,771 V
E(Cr2O7(2-)/Cr(3+))=1,232 V

F=96485 C/mol
R=8,314 J/mol/K
T=298 K

Ter vereenvoudiging: stel activiteiten gelijk aan concentraties.



a) In oplossing 1 wordt een standaard H2 elektrode en een Pt elektrode geplaatst. Bereken het potentiaalverschil tussen beide elektrodes.

b) Zelfde voor oplossing 2.

A) heb ik gewoon berekend mbv de vergelijking van Nernst en daarbij kom ik dan ook op het goede antwoord. Bij b) kom ik echter op een heel ander antwoord uit dan het goede antwoord als ik daarbij ook de vergelijking van Nernst gebruik. Hoe komt dat, en wat doe ik verkeerd? Zelf dacht ik misschien dat het komt doordat er ook H(+) betrokken is bij de halfreactie in oplossing twee, maar dat weet ik ook niet zeker.



De oplossingen worden bij elkaar gevoegd.

c) Geef de halfreacties.
Cr2O7(2-) + 14H(+) + 6e(-) <--> 2Cr(3+) + 7H2O
Fe(2+) <--> Fe(3+) + e(-)

klopt toch?

d) Bereken de evenwichtsconstante voor dit systeem.
Volgens het antwoordenboek een getal met een orde van grootte van 10^46 ik snap niet hoe ze aan dat getal komen.

Als iemand me kan helpen, alvast ontzettend bedankt!

[sdekivit]

je hebt de vergelijking van Nernst bij b inderdaad nodig:

E = E⁰ - (RT/nF)ln K_ev

E⁰ = 1,232 V want de waterstofelektrode heeft een standaard elektrodepotentiaal van 0,000V.

De reactie die plaatsvindt:

Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6e --> 2 Cr³⁺ + 7 H₂O
3H₂ --> 6 H⁺ + 6e
-------------------------------------------
Cr₂O₇^2- + 8H⁺ + 3H₂ --> 2 Cr³⁺ + 7H₂O

we zeggen pH₂ = 1 atm (T = 298 K), dus de concentratiebreuk wordt:

K_ev = [Cr³⁺]²/([Cr₂O₇^2-][H⁺]⁸)

K_ev = 2,0 x 10^6

--> E = 1,232 - (8,314 * 298/6 * 96485) * ln 2,0 x 10^6 = 1,170 V

c) ziet er goed uit.

d) gebruik hier E⁰ = (RT/nF) ln K_ev

--> E⁰ = 1,232 - 0,771 = 0,461 V

--> 0,461 = (8,314 * 298/6 * 96485) ln K_ev

--> K_ev = 6,04 x 10^46

Oooohja suf helemaal H+ en H2 vergeten!! En die laatste vraag ziet er inderdaad ook wel logisch uit ff goed onthouden. Heel erg bedankt! Straks ga ik m'n tentamen nog halen ook!