Springen naar inhoud

Wet van Nernst verbanden


  • Log in om te kunnen reageren

#1

HesterVogels

    HesterVogels


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 maart 2010 - 14:48

Hallo allemaal,

Als u geen zin/tijd heeft het hele verhaal te lezen: zie de dikgedrukte vragen onderaan.

Ik zit in 6VWO en ik heb een experiment gedaan met een citroenbatterij: een citroen met een zinkstaaf en een koperen muntje waarbij een redoxreactie plaatsvindt tussen H+ en Zn(s).
Ik wilde kijken wat de invloed was van de temperatuur en de concentratie H+ op de spanning die de citroen levert.
Ik heb dus 2 proefjes gedaan:
-Een waarbij ik de spanning van een verwarmde citroen heb gemeten t.o.v. een normale citroen.
-En een waarbij ik de spanning van een oude/niet-verse citroen heb gemeten t.o.v. een normale citroen.

Ik twijfel nu over onze hypothese, resultaten en de conclusie die ik moet trekken met betrekking tot de wet van Nernst.

Mijn hypothese was in eerste instantie dat een hogere temperatuur moest zorgen voor een hogere spanning. Want als je kijkt naar de wet van Nernst...

V = V0 + RT/nF * Ln([Ox]/[Red])

Dan staat de T bovenin de breuk waardoor er een hogere potentiaal ontstaat, zowel voor de halfreactie van H+ als voor de halfreactie van Zink.
Om de bronspanning te berekenen moet je doen:
V(bron)=V(ox)-V(red)
Een beredenering in de zin van:
4-3=1 en 8-6=2
leverde mij de conclusie op dat 2 grotere waardes van elkaar aftrekken ook leidt tot een groter verschil. Ben er inmiddels achter dat dit niet werkt bij de wet van Nernst, omdat er ook een +-teken in de formule zit.
Mijn proef leverde het resultaat op dat er bij een hogere temperatuur daadwerkelijk een hogere spanning was.

Maar nu heb ik in excel de wet van nernst ingevuld bij verschillende waarden voor de temperatuur (in kelvin) en een vaste concentratie. Daar komt een lineaire lijn OMLAAG uit, wat dus zou betekenen dat de spanning bij een hogere temperatuur lager is.

Ik vraag me nu af wat juist is. Ik neig erg naar het verband wat uit mijn excel grafiek blijkt, maar ik dacht ook dat het een soort van 'algemeen bekend' was dat bij een hogere temperatuur juist een hogere spanning ontstond.

Verder hebben we dus de concentratie onderzocht. We dachten dat de spanning hoger zou worden bij een grotere concentratie. Dat bleek ook uit onze proef. En dat bleek ook uit de excel grafiek (kwadratisch omhoog, of logaritmisch omhoog?).
Klopt dat?

Ik hoop dat mijn vraag duidelijk is ;):
Wat is het echte verband tussen temperatuur&spanning en concentratie&spanning bij een elektrochemische cel/citroenbatterij?

En dan had ik nog een vraagje..
Mijn leraar heeft iets gezegd over het feit dat de reactiesnelheid invloed heeft op de bronspanning.
Is dat zo?

Want een hogere concentratie = hogere reactiesnelheid, en een hogere temperatuur = hogere reactiesnelheid. Toch hebben die twee grootheden een totaal ander verband met de spanning (als alles hierboven klopt).

Alvast hartstikke bedankt!
Het verslag moet vandaag worden ingeleverd dus een snelle reactie wordt gewaardeerd =).

Met vriendelijke groet,
Hester

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

#2

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 maart 2010 - 14:56

Dat verband kun je uit de formule afleiden ;)

#3

HesterVogels

    HesterVogels


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 maart 2010 - 15:28

Ik denk dat u het heeft over het verband tussen V en de variabelen in de wet van nernst:

V = V0 + RT/nF * Ln([Ox]/[Red])

Dat is echter de V(red) of V(ox).
De bronspanning is V(ox)-V(red), dus ik dacht begrepen te hebben dat je de wet van nernst 2x moet toepassen op de twee halfreacties, en dat je dan daarmee de bronspanning uitrekent.

Ik had de volgende halfreacties:

Zn(s) > Zn2+ + 2e-
2H+ + 2e- > H2(gas)

Voor het zink geldt dan de volgende potentiaal dacht ik, en dat is dan V(RED):
V = -0,76 + R*T/(2*F) * Ln(concentratieZn2+)
Want -0,76 is de standaardpotentiaal, voor 'n' heb ik 2 ingevuld omdat er 2 elektronen vrijkomen en bij [Ox]/[red] vul ik de concentratie van de geconjungeerde oxidator in (Zn2+) omdat Zn vast is en dus niet in de oplossing zit dus [red]=1.
En R en F zijn die constantes.

Voor waterstof dit en dat is dan V(OX):
V = 0 + R*T/(2*F) * Ln((concentratieH+)^2)
Want 0,00 is de standaardpotentiaal, voor 'n' heb ik weer 2 ingevuld omdat het 2 elektronen opneemt, en bij [Ox]/[Red] vul ik de concentratie van H+ in, in het kwadraat omdat er 2H+ in de formule staat. De reductor is H2-gas en die vervliegt dus uit de oplossing dus [red]=1.
En R en F zijn weer constantes.

In excel heb ik voor verschillende temperaturen V(OX) en V(Red) berekend, en dan een tabel extra waarin ik V(OX)-V(RED) heb gedaan: de bronspanning dus.
En bij die verschillende temperaturen komt er dus een lineaire lijn omlaag uit.

Het kan natuurlijk ook zijn dat ik dit hele principe van het uitrekenen van de bronspanning verkeerd heb begrepen. Of dat de concentratie van H+ niet in het kwadraat moet. Of dat Zn(s) en H2 wel moeten worden meegerekend in de concentratiebreuk.

Wie begrijpt mij?

#4

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 april 2010 - 19:37

De bronspanning is thermodynamisch bepaald. De reaktiesnelheid is een kinetisch begrip en heeft in principe niets met de bronspanning te maken.
De beide electroden in een citroencel ( of een andere cel) nemen een mengpotentiaal aan die niet theoretisch te berekenen is. Dat geldt dus ook voor de celspanning, met of zonder stroomdoorgang.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures