Leitfähigkeit

Question 1

Nernstsche Gleichung

Answer 1

E=E°+(R⋅T)/(z⋅F)⋅ln⁡(Q)
mit: E: Redoxpotential
	E°: Standardpotential
	R: allgemeine Gaskonstante
	T: Temperatur
	z: Zahl der beteiligten Elektronen
	F: Faraday-Konstante
	Q: entspricht der Gleichgewichtskonstante K
Berechnung der konzentrations- und temperaturabhängigen Zellspannung eines Redoxpaares.
E=E°+(0,059/z)⋅ln ⁡c(ox)/c(red)

Question 2

Elektrolyte

Answer 2

sind Stoffe, die in positiv und negativ geladene Ionen zerfallen

Question 3

Elektrolyse

Answer 3

Umwandlung von elektrische Energie in chemische Energie

Question 4

Gleichgewichtskonstante

Answer 4

K = c(Produkte) / c(Edukte) = c(reduziert) / c(oxidiert)

Question 5

Bezugselektrode bzw. Rreferenzelektrode

Answer 5

Elektrode mit bekanntem Potential, für die Potentialmessung

Question 6

Elektrode 1. Art

Answer 6

Elektrode, die ihre Konzentration abhängig von der umgebenen Elektrolytlösung machen

Question 7

Elektrode 2. Art

Answer 7

ist wenn das Potential nur indirekt von der Konzentration abhängig ist

Question 8

elektrische Leitfähigkeit

Answer 8

ϰ= 1/ρ = 1/R∙C = 1/R∙ l/A
mit: ϰ: Leitfähigkeit
ρ: spezifischer Widerstand
R: Widerstand
C: Zellkonstante
l: Länge des Leiters
A: Querschnitt des Leiters

auch Konduktivität, beschreibt die Wanderung von geladenen Teilchen.
Können gegen und mit dem Gradienten laufen.

Question 9

Zeichne den Graph der Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit der Chlorwasserstoffsäule von der Konzentration

Answer 9

siehe Skript

Question 10

Zellkonstante C

Answer 10

beschreibt die Geschwindigkeit einer Reaktion erster Ordnung

Question 11

Leitfähigkeit

Answer 11

Die Fähigkeit wie gut ein Stoff leitet.
C=l/A
C: Zellkonstante
A: Querschnitt des Leiters
l: Länge des Leiters

Question 12

molare Leitfähigkeit

Answer 12

Λ_m=ϰ/c'
mit:
Λ_m: molare Leitfähigkeit
c: molare Konzentration des Elektrolyten
wird zum Vergleich des Leitvermögens verschiedener Elektrolytlösungen genutzt

Question 13

Äquivalentleitfähigkeit

Answer 13

Λ_ev = Λ_m / z_e = ϰ / (c∙z_e )
Λ_ev: Äquivalentleitfähigkeit
z_e: Äquivalentzahl
wird genutzt um den Wert des Leitvermögens verschiedener Elektrolyte miteinandner zu vergleichen

Question 14

Zeichne das Diagramm der Äquivalentleitfähigkeit von KCL und CH3COOH in Abhängigkeit von der Verdünnung 1/c

Answer 14

siehe Skript

Question 15

Kohlrausches Quadratwurzelgesetz im Zusammenhang mit der Grenzleitfähigkeit

Answer 15

Λ_ev=Λ_∞-k∙√c

mit: Λ_∞ =Grenzleitfähigkeit
- für die Verdünnung im Unendlichen
- beschreibt die Konzentrationsabhängigkeit der molaren Leitfähigkeit eines starken Elektrolyten.

Question 16

schwacher Elektrolyt

Answer 16

Substanzen die in Lösung nicht vollständig ionisiert vorliegen, wie schwache Brönstedsäuren und -Basen
z.B. CH3COOH

Question 17

starker Elektrolyt

Answer 17

z.B. HCL, Schwefelsäure und KCL

Question 18

Zeichne die Graphik zum Kohlrauschen Quadratwurzelgesetz

Answer 18

siehe Skript

Question 19

Gesetz der unabhängigen Ionenwanderung

Answer 19

Bei Wanderung der Ionen werden die Ladungen ebenfalls transportiert, die eine Oxidation an der Anode und eine Reduktion an der Kathode auslösen
Λ_∞=ν_+ ∙ Λ_∞ + ν_- ∙Λ_∞
mit ν_+ und ν_- für dei Zahl der Kationen und Anionen pro Formeleinheit des Elektrolyten

Question 20

Ostwalsches Verdünnungsgesetz

Answer 20

K_c = (Λ_ev^2 ∙c_0)/(Λ_∞∙(Λ_∞ -Λ_ev))= (α^2∙c_0) / ((1-α))
K_c = Dissoziationskonstante
verdeutlicht den Dissoziationsgrad α von schwachen Elektrolyten, bzw. den Anteil freier Teilchen, in einer Lösung
α=(Zahl der dissoziierten Teilchen) / (Gesamtzahl der Teilchen)

Question 21

Temperaturabhängigkeit der Leitfähigkeit

Answer 21

Beweglichkeit und Dissoziation der Teilchen ist von der Temperaturabhängig, demnach ist auch die Leitfähigkeit davon abhängig.
Das wird kompensiert, indem man sich bei der Messung auf eine Referenztemperatur von 25°C bezieht.

Question 22

Coulombsche Gesetz

Answer 22

beschreibt die Wechselwirkung der Elektrolyte mit dem Lösungsmittel:
F = (1/ 􀁈 􀁈° * 4pi) * (Q1*Q2/r²)
Dabei bedeuten:
r Abstand zwischen den Ladungen in Metern,
􀁈􀁒􀀃 Influenzkonstante oder absolute Dielektrizitätskonstante des Vakuums:
8.854 􀂘10-12 A􀂘s 􀂘 V-1 􀂘 m-1
􀁈􀀃 relative Dielektrizitätskonstante eines Dielektrikums, z.B. eines Lösungsmittels,
das sich zwischen den Ladungen befindet; 􀁈 gibt an, wievielmal stärker im Vergleich
zum Vakuum das Dielektrikum das elektrische Feld und damit die Kraft
zwischen den Ladungen Q1 und Q2 schwächt; es ist eine dimensionslose und
temperaturabhängige Zahl (z. B. für Wasser bei 25 °C: 78,54) ,
4􀁓r2 bringt zum Ausdruck, dass sich die Kraft über eine kugelförmige Oberfläche
verteilt.

Question 23

Aufgabenstellung

Answer 23

• Bestimmen Sie die Grenzleitfähigkeit Λ_∞ von KNO3

- Bestimmen Sie die Grenzleitfähigkeit Λ_∞ und Dissoziationskosntante K_c von Essigsäure

Question 24

Auswertung KNO3

Answer 24

aus Messwerten Berechnung der Äquivalentleitfähigkeit und durch auftragen nach dem Kohlrauschen Quadratwurzelgesetz der Wert für die Grenzleitfähigkeit graphisch ermittelt.

Question 25

Auswertung von Essigsäure

Answer 25

Über die Werte der Äquivalentleitfähigkeit und reziproken Auftragung der Gleichung dazu, können über die lineare Ausgleichsrechnung die Werte bestimmt werden für Λ_∞ und K_c

Question 26

Ohmsche Gesetz

Answer 26

I= U/R
I= Strom
U= Spannung
R= Widerstand