[scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose

kevintjuhh2

beste forumgebruikers,

ik zit al een tijdje met een vraag, ons profielwerkstuk voor school doen wij over RED, hierbij inbegrepen wil ik een deel over entropie en enthalpie doen, en aan de hand van deze 2 begrippen uitleggen WAAROM zout nou eigenlijk diffundeert naar water met lager concentraties.

ik heb na lang zwoegen (in verhouding met de rest van de stof veel te lang)

het volgende resultaat:

Enthalpie is de energie die je uit een systeem zou kunnen halen, als je het helemaal zou kunnen laten verdwijnen en dus omzetten in energie. De U is dan de inwendige energie die je eruit zou kunnen halen en de PV is de arbeid die je omgeving levert, doordat ineens dat volume, waar het systeem stond, leeg is en dus gevuld wordt door de ruimte. Hierbij hoort de formule H (enthalpie) = U + P*V

Entropie is een maat voor de wanorde of de ontaarding in een systeem, of beter gezegd de waarschijnlijkheid. Een toestand waarin grootheden als druk en temperatuur ongelijk verdeeld zijn over een volume heeft in het algemeen veel minder realisatiemogelijkheden dan een met een gelijkmatige verdeling. De ongelijke verdeling in een geïsoleerd systeem (dat wil zeggen met een vast volume, zonder dat er energie in of uit kan) neigt dus naar het afvlakken van deze verschillen om zo de verdeling gelijk(er) te maken en hiermee de hoeveelheid realisatiemogelijkheden te vergroten. Hoe hoger de verdelingsgraad hoe hoger de entropie. Een systeem neigt dus altijd naar een hogere entropie (= hogere verdelingsgraad)

Voor het verloop van chemische processen gelden 2 regels:

I Elk systeem streeft naar verlaging van de enthalpie: ΔH < 0.

Dit houdt in, streven naar: verlaging van inwendige energie en/of verlaging van druk en/of verlaging van volume.

II Elk systeem streeft naar verhoging van de entropie: ΔS > 0.

Dit houdt in, streven naar: verhoging van de verdelingsgraad.

ik heb al gezocht , maar kwam eigenlijk alleen sommen tegen met dit onderwerp, deze gaan echter mijn pet te boven. en ik wil dit dus eerst beheersen

vraag 1: klopt bovenstaande?

vraag 2: er zit tussen water met hoge en lage concentratie NaCl een selectief membraan (respectievelijk +/- doorlatend) water wordt dus niet doorgelaten, op internet spreken ze overal over osmose, maar is dit in feite dan niet gewoon diffusie?

vraag 3: hoe verklaar ik hiermee (met enthalpie/ entropie) diffusie van respectievelijk Na+ Cl- van hoge naar lage concentratie?

entropie snap ik wel, van lage verdeling naar hoge verdeling. maar hoe zit dit nou met enthalpie?

vraag 4: hoe zit het in elkaar met positieve en negatieve waarden voor deze 2 begrippen?

als de verdeling groter is = entropie groter

U + P*V -->

bij splitsen van de ionen neemt het zout meer ruimte in? dit lijkt mij logisch maar hoe beredeneer je dit? als dit waar is, dan wordt er dus door de vergroting van het volume arbeid verricht waardoor er meer energie in de stof komt. de enthalpie wordt dan groter?

..................................? = enthalpie groter

alvast bedankt voor de tijd die genomen is om die lange verhaal te lezen

gr kevin

hllaan

1. enthalpie gaat altijd over een verschil in energie, energie die vrijkomt of verbruikt wordt.

2. ik haal van de engelse wiki "Osmosis is the diffusion of a water through a selectively permeable membrane."

4. ik zou eerder naar het begrip "Gibbs vrije energie" of "Gibbs free energy" kijken dan naar volumearbeid.

Ik zou eens wat natuurkundige boeken na slaan op het onderwerp thermodynamica, ik denk dat je daar wel wat wijzer uit wordt.

Ik heb zelf niet zo veel verstand van de thermodynamica, dus veel meer dan dit kan ik je hier ook niet over vertellen.

Wel meen ik mij te herinneren van mijn natuurkundelessen op het HLO dat osmose ook beschreven kan worden met de gaswet. Als ik mijn aantekeningen nog tegenkom deze vakantie zal ik daar wel wat over posten (Ik acht de kans niet heel erg groot)

kevintjuhh2

ok dan zal ik gibbs vrije energie is op gaan zoeken

diffusion through a permeable membrane is dus niet mogelijk, het membraan laat geen water door, enkel Na+ en Cl-:S

hllaan

het hangt er vanaf hoe je het bekijkt. Als de ionen door het membraan gaan (volumina blijven gelijk) is het diffusie, als het water door het membraan gaat (volumina veranderen) is het osmose. Osmose ken ik als de diffusie van water.

Als je naar de osmotische druk en dergelijke gaat kijken dan kom je uit bij de ideale gaswet, ik weet niet of je dat ook behandelt, maar zo ja, dan staat er volgens mij wel een aardig stukje op de engelse wikipedia.

Ronnie_CF

Het lijkt mij als volgt:

Je zal inderdaad moeten kijken naar de minimale Gibbs-energie. Die wordt dus gedefinieerd als:

G = H -TS

Het verschil moet negatief zijn. Dat wil dus zeggen dat of wel H kleiner is dan -TS, of dat TS groter is dan H.

Dus of te wel is je enthalpie sterk negatief, je entropie sterk positief (of beide). Welke van beide er geldt weet je niet (al zou de mengenthalpie gelijk zijn aan nul, zodat entropie de bepalende factor is...)

In een oplossing bestaat er een continue wanordelijke beweging van moleculen. als moleculen geordend zouden bewegen (bvb in een hoekje van je beker), is de entropie zeer laag en je Gibbs niet negatief. Dus het systeem zal niet op deze manier bestaan.

Je wanordelijke beweging van je moleculen zal er voor zorgen dat er evenwicht ontstaat in concentratie (afhanklijek van de beweginssnelheden van de ionen) , waarbij Gibbs het meest negatief zal zijn (de ordening/wanorde in de oplossing is overal gelijk en er is dus nergens een geheel met hogere en lagere wanorde).

In Physical Chemistry van Atkins staat dit vast allemaal in, met berekeningen en bewijsjes die je wiskundig tonen dat de Gibbs van een dergelijk systeem daalt als de oplossing homogeen is.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose

[scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose

Re: [scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose

Re: [scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose

Re: [scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose

Re: [scheikunde] enthalpie, entropie en zoutdiffusie/osmose