Springen naar inhoud

Nernst en de concentratiecel


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Jus

    Jus


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 oktober 2009 - 12:26

Hallo,

Naar aanleiding van ons profielwerkstuk over de vergelijking van Nernst en de concentratiecel, zou ik jullie graag een vraag willen stellen, met betrekking tot het volgende:

Wij hebben een concentratiecel gemaakt d.m.v. CuSO4*5H2O en Cu (s), waarin we in halfcel (1) een 1 M CuSO4 oplossing hebben gedaan en in halfcel (2) een CuSO4 oplossing met een Molariteit varierend tussen 0,1 en 0,1*10^-10 M.

Daar treden de volgende reacties op: Cu (s) --> Cu(2+) +2e- & Cu(2+) + 2e- --> Cu(s)

Wij gingen er vanuit, dat de spanning groter zou worden, naarmate het concentratieverschil tussen de twee halfcellen groter zou worden, dit bleek dan ook te kloppen.

We hebben vervolgens de spanning berekend met de vergelijking van Nernst: ( V=Vo + (0,0591/n)*log([OX]/[RED])).

Het bleek echter, dat de spanning ontstaan in tijdens ons experiment, aanzienlijk lager lag, dan de spanning berekend d.m.v. de vergelijking van Nernst.

Mijn vragem luiden dan ook: Hoe is dit mogelijk? Welke factoren spelen daarbij een rol? Hoe kan dit verschil eventueel theoretisch berkend/bepaald worden?

Alvast bedankt!

Met vriendelijke groeten,

Justin

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

thermo1945

    thermo1945


  • >1k berichten
  • 3112 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 19 oktober 2009 - 22:39

Speelt het verschil in bronspanning en klemspanning een rol?

#3

Jus

    Jus


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 oktober 2009 - 21:15

Speelt het verschil in bronspanning en klemspanning een rol?


Daar zijn we in ons onderzoek niet vanuit gegaan. Wij houden ons in dit geval alleen bezig met de bronspanning. Mocht het toch van belang zijn, dat we dat verschil meenemen in ons onderzoek, dan horen wij dat uiteraard graag!

Groetjes,

Justin

Veranderd door Jus, 20 oktober 2009 - 21:16


#4

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 oktober 2009 - 12:53

In een geconcentreerde kopersulfaatoplossing is het evenwicht tussen koper en koperionen praktisch uitsluitend (via de wet van Nernst) potentiaalbepalend. Maar in een meer verdunde oplossing gaat zuurstof als oxydator een steeds grotere rol spelen. Je meet dan mengpotentialen waarbij meerdere redoxkoppels gelijktijdig de potentiaal bepalen.
Als je doorgaat met verdunnen wordt de koperelectrode uiteindelijk een zuurstofelectrode.
Bij een geconcentreerde oplossing wijkt de potentiaal ook nog af van de berekende waarde door het verschil tussen concentratie en activiteit van de koperionen.
De E0 waarde die U in de electrochemische spanningsreeks vindt is dan ook geen experimentele waarde maar een berekende waarde, op basis van thermodynamische gegevens.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#5

Jus

    Jus


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 oktober 2009 - 13:50

Oke, dus als ik het goed begrijp, is het daarmee ook uiterst logisch, dat de meetwaarden flink afwijken van de uitkomsten die we berekend hebben d.m.v. de vergelijking van Nernst?!

Kan dit effect ook voorkomen worden, of is het iets dat we maar voor lief moeten nemen?
Hoe kunnen we de activiteit van de koperionen meenemen in onze redenering?

Alvast bedankt!

Groetjes,

Justin

#6

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 oktober 2009 - 14:54

Ja, het is heel logisch dat de experimentele waarden niet overeenkomen met de berekende waarden.De metalen kwik en zilver hebben de grootste uitwisselingsstroomdichtheid met het eigen ion. Daarbij heb je de minste last van neven-redoxreakties als die van zuurstofreductie en/of oxydereductie.
Hoe je activiteiten en activiteitscoefficienten in rekening moet brengen weet ik niet goed. In hoeverre is een potentiaalafwijking toe te schrijven aan het verschil tussen activiteit en concentratie of door nevenreakties?
Mijn advies: Maak een reeks oplossingen en meet de potentiaal van de koperelectrode t.o.v. een calomel referentie electrode en maak een grafiek van log concentratie tegen gemeten potentiaal. Probeer daarna de afwijkingen in de lineariteit bij hoge en lage concentraties te verklaren. Wat je nu nog niet weet wordt dan misschien duidelijk. Werken met een refentie-electrode lijkt mij beter dan met twee koperelectroden. Want dan maak je het extra moeilijk voor jezelf.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#7

Jus

    Jus


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 oktober 2009 - 15:52

Mijn advies: Maak een reeks oplossingen en meet de potentiaal van de koperelectrode t.o.v. een calomel referentie electrode en maak een grafiek van log concentratie tegen gemeten potentiaal. Probeer daarna de afwijkingen in de lineariteit bij hoge en lage concentraties te verklaren. Wat je nu nog niet weet wordt dan misschien duidelijk. Werken met een refentie-electrode lijkt mij beter dan met twee koperelectroden. Want dan maak je het extra moeilijk voor jezelf.


Oke, bedankt voor het advies!
Is het in dit geval dan de bedoeling, dat ik één van de koperelektrodes vervang door een calomel referentie elektrode?
Is het gebruik maken van zo'n referentie elektrode niet gevaarlijk?

#8

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 oktober 2009 - 11:26

Ja, ik bedoel het meten van de potentiaal van de koperelectrode ten opzichte van een verzadigde calomelelectrode. Als je die niet breekt is er geen gevaar bij. Bij iedere pH meting wordt hij gebruikt.
De verzadigde calomel electrode (SCE) is 0.240 Volt positiever dan de standaard waterstofelectrode. Je moet een potentiaalcorrectie toepassen om je gemeten potentialen te kunnen vergelijken met je berekende waarden. Je moet wel je koper electrode tevoren schoon schuren met een keuken-schuurmiddel en water.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#9

Jus

    Jus


  • 0 - 25 berichten
  • 15 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 oktober 2009 - 12:27

Oke, bedankt!:eusa_whistle:





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures