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Aufgabensammlung für das Fach Chemie in der Schule

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Berechnung der Spannung einer Silberkonzentrationszelle (mit Silbersulfid)

Berechne die Spannung für folgende Silber-Konzentrationszelle: Eine Halbzelle enthält Silbernitrat-Lösung (0,1 mol/l), die andere Natriumsulfid-Lösung (Na₂S(aq) = 0,01 mol/l) mit einem Niederschlag von Silbersulfid (K_l(Ag₂S) = 10 ^-4⁹mo1³/1³).

Potential: Eo (Ag/Ag⁺) 0,8V
Das Potential der 1. Halbzelle beträgt bei einer Konzentration von 0,1 mol/l

E1= 0,8+0,059 *log (0,1)
E1= 0,8+0.059*(-1)
E1= 0,741

Das Potential der zweiten Halbzelle ist gesucht. Dazu ist zunächst die Konzentration der Silberionen in der Lösung zu bestimmen.

KL = c²(Ag⁺) * C(S^2-)

Gegeben ist die Konzentration der Sulfid-Ionen mit 0,01 mol/L. Die Eigendissoziation des Silbersulfids trägt wegen des kleinen Löslichkeitsproduktes praktisch nichts zu dieser Konzentration bei, seine Dissoziation wird nach dem Prinzip von Le Chatelier praktisch vollständig zurückgedrängt.
Damit ergibt sich:
10 ^-4⁹= c² (Ag⁺) * 0,01
10 ^-47= c² (Ag⁺)
c (Ag+) = 3*10^-24

Potential einer Silberhalbzelle mit dieser Konzentration an Silberionen:
E₂= 0,8 + 0,059 * log (3 * 10^-24)

E₂= 0,8+ (-1,38)

E₂= -0,58

Damit ergibt sich als Gesamtspannung für das gegebene galvanische Element:

E1-E₂ = 0,741 - (-0,58) = 1,32 V