Aufgabenblock — AFB II
Zehn Aufgaben zum Anwenden und Übertragen: neue Titrationen, Nernst in ungewohnten Zellen, Zersetzungsspannung aus Messwerten, Energiebilanzen von Brennstoffzellen und Akkus, Faraday bei der Opferanode. Die Tipps führen schrittweise zur Lösung.
Zur Gehaltsbestimmung einer Natriumnitrit-Lösung legt man 20,0 mL schwefelsaure Kaliumpermanganat-Lösung \((c = 0{,}0200\,\text{mol/L})\) vor und tropft die Nitrit-Lösung aus der Bürette zu, bis die Violettfärbung gerade verschwindet: Verbrauch 16,0 mL. Nitrit wird dabei zu Nitrat oxidiert. Stellen Sie die Reaktionsgleichung auf und berechnen Sie a) die Nitrit-Konzentration und b) die Massenkonzentration an Natriumnitrit \((M = 69{,}00\,\text{g/mol})\).
Vollständige Lösung
In Dampfkesseln entfernt man gelösten Sauerstoff mit Hydrazin \(\ce{N2H4}\); es entstehen Stickstoff und Wasser. Bestimmen Sie die Oxidationszahl des Stickstoffs im Hydrazin, formulieren Sie die Oxidations-Teilgleichung in alkalischer Lösung und die Gesamtgleichung und berechnen Sie die Masse Hydrazin, die 1,0 m³ Wasser mit 8,0 mg/L Sauerstoff entgast \((M(\ce{N2H4}) = 32{,}05\,\text{g/mol})\).
Vollständige Lösung
Eine Zelle besteht aus einer Bleihalbzelle mit \(c(\ce{Pb^2+}) = 0{,}010\,\text{mol/L}\) und einer Silberhalbzelle mit \(c(\ce{Ag+}) = 0{,}050\,\text{mol/L}\) (25 °C; \(E^\circ\): Pb −0,13 V, Ag +0,80 V). Berechnen Sie a) \(E(\ce{Pb^2+}/\ce{Pb})\), b) \(E(\ce{Ag+}/\ce{Ag})\) und c) die Zellspannung. Vergleichen Sie mit der Standard-Zellspannung und erklären Sie die Abweichung.
