Chemie Centraal/Concentratie: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting |
Geen bewerkingssamenvatting |
||
Regel 18:
#gewichtsprocent: [massa opgeloste stof] / [massa oplossing]
En dit is helaas maar een beperkte selectie. Welke eenheid er gebruikt wordt hangt erg af van de toepassing. In verdunde oplossingen van zouten en moleculaire stoffen is echter de ''molariteit'' de meest populaire eenheid die uitgedrukt wordt in mol per liter [mol/L] of M.
==Dimensieloos maken==
We hebben hierboven angstvallig onderscheid gemaakt tussen de concentratie en de activiteit (zoals zoetheid enz.). De activiteit wordt altijd uitgedrukt als een dimensieloos getal, dwz. zonder eenheden. Dit is eigenlijk heel gemakkelijk te doen. We nemen gewoon een bepaalde ''afteltoestand <s>o</s>'', bijvoorbeeld 1 [mol/L] waar we altijd door delen
:<math> a = {0.12 [mol/L] \over 1 [mol/L] } = 0.12 </math>
In principe kunnen we iedere waarde als aftelpunt nemen, ''behalve '''nul'''''. Dit wordt weergegeven door het symbool <s>o</s>. (Helaas wordt in moderne boeken het horizontale streepje juist weggelaten). Omdat we in teller en in noemen dezelfde eenheden hebben, raken we op deze manier de eenheden geheel kwijt. Activiteit is daarom altijd '''dimensieloos'''.
Voor gassen geldt iets vergelijkbaars. Ook daar kunnen we een activiteit definiëren die gelijk is aan de partiële druk gedeeld door p<s>o</s>. Voor de standaarddruk kunnen we weer iedere niet-nul waarde nemen, maar meestal wordt bijvoorbeeld 1 Atm gekozen.
==Activiteiten van niet-verdunde systemen==
Bij niet-verdunde oplossingen is het niet mogelijk de activiteit te bepalen door eenvoudig met de bovenstaande truc de eenheden 'weg te moffelen'. In vele gevallen zullen de activiteiten apart bepaald moeten worden als we bijvoorbeeld een 1:1 mengsel van zeg alcohol en water hebben.
Voor (bijna) zuivere verdichte stoffen (vloeistoffen, vaste stoffen enz.) wordt het echter weer makkelijk te zeggen wat de activiteit is. Die is namelijk bij benadering '''1'''. Dat wil zeggen dat de activiteit niet meer van een hoeveelheid afhangt
Dit is zonder veel dieper op de zaak in te gaan niet zo gemakkelijk te bewijzen, maar de volgende vergelijking doet misschien bevroeden waarom.
Stel we hebben twee pannen soep. In het ene geval voegen we nog een druppel soep toe. In het andere voegen we een druppel vergif toe. In welk geval verandert de werkzaamheid (de eigenschappen) het meest?
In het geval van het vergif verandert de werkzaamheid om een manier die afhangt van de hoeveelheid. Hier hebben we dus van doen met een activiteit die getalsmatig te vergelijken is met de concentratie.
In het geval van de druppel soep hebben we gewoon een klein beetje meer soep. De werkzaamheid is niet veranderd. Dit wordt uitgedrukt door een activiteit die 1 is en blijft.
Samenvattend kunnen we stellen
#verdunde oplossingen: activiteit = conc / conc<s>o</s> (dwz: laat gewoon de eenheden weg...)
#ijle gassen: activiteit = druk / druk<s>o</s> (dwz: laat gewoon de eenheden weg...)
#(bijna) zuivere vaste stoffen of vloestoffen: activiteit = 1
#andere gevallen: activiteit is moeilijk te bepalen
==Evenwichten==
Veel reacties waarbij verdunde moleculen of ionen betrokken zijn (in oplossing of in een gas) verlopen niet compleet maar gaan naar een evenwicht. In zo'n geval is er sprake van een '''evenwichtsconstante K'''. Deze constante is altijd uit te drukken in de activiteiten door goed te kijken naar de chemische reactievergelijking.
Bijvoorbeeld voor: CaCO<sub>3</sub> <=> CaO + CO<sub>2</sub> kunnen we schrijven:
<math> K = {{a(CaO).a(CO_2)}\over{a(CaCO_3)} }</math>
Omdat zowel CaCO<sub>3</sub> als CaO vaste stoffen zijn is hun activiteit eenvoudigweg 1. CO<sub>2</sub> daarentegen is een gas en de activiteit daarvan zal numeriek gelijk zijn aan de druk ervan, waar wel dimensieloos zijn. We kunnen dus schrijven:
<math> K = {p(CO_2)}</math>
maar we moeten ons wel realiseren dat zowel K als p(CO<sub>2</sub>) dimensiloos zijn. We hebben immers de druk door p<s>o</s>= 1 Atm gedeeld om de activiteit te bepalen.
Evenwichtsconstanten blijven altijd gelijk, zolang we de temperatuur maar gelijkhouden.
<!-- Hieronder onderhoudsmeldingen -->
| |||