Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

choco-and-cheese

De wet van Nernst stelt dat bij willekeurige temperatuur de spanning als volgt kan worden berekend:

E = E°+R*T/z*F*ln([oxidans]/[reductans])

Allemaal goed en wel, maar waarom wordt die gasconstante gebruikt voor bepaling van de spanning bij elektrolyse?

We werken toch in oplossingen, wat heeft dit nu met gassen te maken?

Fuzzwood

Helemaal niets, die komt echter van de boltzmanconstante 1.381 * 10^-²³ J/K af, die dus een energie relateert aan de temperatuur. Omdat per mol gerekend wordt, komt het getal van Avogadro 6.022 * 10^-²³ /mol om de hoek kijken. Laat vermenigvuldiging van die getallen nu net de gasconstante opleveren.

Typhoner

Uiteindelijk komt dit alles (gaswetten en elektrochemie) uit de thermodynamica, waar de constante van Boltzmann (en dus ook de gasconstante zoals Fuzzwood aanhaalt) een belangrijke rol speelt. Dus het is niet vreemd dat je daarom deze terugziet in beide.

choco-and-cheese

Dus zou ik het beter aan Boltzmann en Avogadro vragen, die een gans leven aan hun constante bepaling hebben gespendeerd. Eigenlijk hadden ze de gasconstante dan beter een andere naam gegeven, is mijn mening.

Hoe Avogadro komt aan zijn aantal deeltjes weet ik ondertussen al: de vaststelling dat het aantal deeltjes van 1mol van een ideaal gas steeds een constant volume inneemt. (eenheid: #deeltjes/mol) Maar als dit een gas is met een hoge molaire massa, dan geldt de gasconstante toch niet meer. Kun je die lijn dan niet doortrekken tot binnen het domein van de thermodynamica dat dit niet steeds een constante is, maar wel een goede benadering daartoe?

Ik weet eigenlijk té weinig over de Boltzmann constante. Die is toch wel belangrijk en krijgt te weinig aandacht. Waar kreeg Boltzmann zijn inspiratie van?

Marko

R is een constante en geldt altijd en overal. Het is de gaswet pV_m=RT die slechts bij benadering toepasbaar is. Voor reële gassen moet je correcties toepassen, bijvoorbeeld omdat er aantrekkingskrachten tussen de moleculen zijn en omdat de moleculen een bepaalde grootte hebben. Maar die correcties zitten in de vergelijking. Het zou onzinnig zijn om constantes te gebruiken die niet constant zijn.

Overigens hebben zowel Avogadro als Boltzmann zich niet beziggehouden met de bepaling van de (waarde van de) constante. De constantes zijn slechts later naar hun vernoemd.

Als je meer wil weten over beide heren, hun werk en over de constantes, dan is Wikipedia, zeker de Engelse versie, een goed startpunt. Zowel de heren als hun constantes hebben hun eigen pagina.

Deze pagina, over statistische mechanica (zie bijvoorbeeld het stukje over de geschiedenis), is ook nuttig.

Tenslotte: Conceptueel is er niet zo'n verschil tussen deeltjes in oplossing en deeltjes in de gasfase. In beide gevallen is de onderlinge afstand tussen de deeltjes relatief groot, zijn de deeltjes homogeen verdeeld over het volume waarin ze zich bevinden en bewegen de deeltjes zich kris-kras in alle willekeurige richtingen. Als je op zoek gaat kun je nog wel meer overeenkomsten vinden.

Veel zaken die voor gassen gelden, gelden ook voor deeltjes in oplossing. Sommige vergelijkingen die voor gassen gelden, komen in bijna dezelfde vorm terug bij deeltjes in oplossing. Zoek bijvoorbeeld de Morse-vergelijking voor osmotische druk maar eens op.

Biest

hi,

dus als ik het goed begrijp is de universele gasconstante niet afhankelijk van de standaardvoorwaarden bij gassen?

Typhoner

Biest schreef: ↑za 20 okt 2012, 16:34
dus als ik het goed begrijp is de universele gasconstante niet afhankelijk van de standaardvoorwaarden bij gassen?

de gasconstante is wat hij is: een constante.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Re: Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Re: Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Re: Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Re: Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Re: Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?

Re: Vanwaar die gasconstante in de wet van Nernst?