Skript zum AC-Teil - Anorganische Chemie, AK Röhr, Freiburg

20 KAPITEL 2. ELEKTROCHEMIE 2
2.3 Normalpotential, Halogene
in der Spannungsreihe
Geräte
• 4 50-ml-Becherglser
• 3 (möglichst poröse) Kohleelektroden
• platinierte Platinelektrode
• Krokodilklemmen
• Filterpapier
• Uhrglas
• Pinzette
• Kabel
• Spannungsmessgerät
(Innenwiderstand >1 MΩ)
Chemikalien
• Salzsäure, c(HCl) = 1 mol
l
• Kaliumchlorid-Lösung, c(KCl) = 1 mol
l
• Kaliumbromid-Lösung, c(KBr) = 1 mol
l
• Kaliumiodid-Lösung, c(KI) = 1 mol
l
Salzbrücke
(mit KNO3
getränktes
Filterpapier)
1,05 V
+ −
Wasserstoff−
Elektrode
10V
0V 20V
+ −
Kohleelektroden
Halogenid−
Lösung
Abb. 2.3: Normalwasserstoffelektrode und
Elektrodenpotentiale der Halogene
Durchführung
Ein Becherglas wird zur Hälfte mit Salzsäure
gefüllt und die Platinelektrode eingetaucht.
Diese wird von Wasserstoff aus
der Gasflasche umspült. In den folgenden
drei Messungen dient diese Halbzelle
als Normal-Wasserstoffelektrode. In
die anderen Bechergläser gibt man die
Kaliumhalogenid-Lösungen. Diese werden
vor der Spannungsmessung gegenüber der
Normal-Wasserstoffelektrode mit zwei Kohleelektroden
elektrolysiert. Die Elektrode,
an der sich das elementare Halogen abgeschieden
hat, wird dann für 1-2 s mit der
Normal-Wasserstoffelektrode kurzgeschlossen
und dann ein Voltmeter zwischengeschaltet.
Die beiden Bechergläser müssen zuvor
noch mit einem in Kaliumnitrat-Lösung
getränkten Filterpapierstreifen verbunden
werden. Mit dem Spannungsmessgerät wird
die Zellspannung gemessen.
Auswertung
1. Vergleichen Sie die von Ihnen gemessenen
Potentialdifferenzen mit den Literaturwerten.
2. Bestätigen Ihre Ergebnisse die oben
erwähnte Gesetzmäßigkeit über das Oxidationsvermögen
der Halogene?
Theorie
Die bisher aufgestellte Spannungsreihe beinhaltet
lediglich Metalle. Natürlich lässt sich
Elektrochemie auch mit Nichtmetallen betreiben.
Als ein Beispiel eignet sich die Potentialabstufung
der Halogene. Da es keine Absolutwerte
für die aufgestellte Spannungsreihe gibt,
muss einem Halbzellenpotential willkürlich ein
Wert zugewiesen werden, um alle anderen relativ
dazu aufzulisten. Der Wasserstoffhalbzelle
wurde das Potential mit dem Wert Null
zugewiesen. Erfolgt die Messung in einmolaren
Lösungen, ergeben sich direkt die in
den Tabellen aufgelisteten Standardpotentiale.
Der Wert Null der Wasserstoffelektrode
gilt folglich nur bei einmolarer Hydroxonium-
Ionen-Konzentration. Die Standardpotentiale
der Halogen-Halbzellen lauten
E o (Cl2/Cl − ) = +1,36V
E o (Br2/Br − ) = +1,07V