Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 09.07.2015, 13:59   #1   Druckbare Version zeigen
sunshinehamm  
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Themenersteller
Beiträge: 28
Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Hallo zusammen,

ich schreibe gerade an einer Versuchsplanung zur Untersuchung der Abhängigkeit des Potentials einer Elektrode von der Konzentration im Elektrolyt. Habe eine Ag/AgCl Elektrode und möchte jetzt untersuchen wie sich das Potential der Elektrode ändert wenn sich die Chloridkonzentration des Elektrolyten ändert. Dies wird ja nach der Nernst Gleichung beschrieben. Hier wird ja die Aktivität genutzt statt der Konzentration. Viele nutzen aber dennoch die Konzentration, da sie meist verdünnte Lösungen nutzen. Aber ab wann ist eine verdünnte Lösung eine verdünnte Lösung. Also ab welcher Konzentration kann ich den Einfluss der Ionenstärke vernachlässigen?

Ich hoffe ihr habt mich verstanden und vielen lieben Dank für eure Hilfe.

Gruß

Sarah
sunshinehamm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 14:07   #2   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.405
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Es kann mit Konzentrationen gerechnet werden, wenn der Unterschied zwischen Aktivität und Konzentration kleiner ist, als Du willst.

Anders gesagt: Man sollte wissen, dass es einen Unterschied gibt und im Zweifelsfall oder Bedarfsfall muss man diesen Unterschied bestimmen. Es hängt also von der Fragestellung und der gewünschten Genauigkeit ab, was man nimmt.
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Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
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Alt 09.07.2015, 14:28   #3   Druckbare Version zeigen
sunshinehamm  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 28
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Danke für deine Antwort Cyrion.

Ich habe einen Bericht geschrieben und dort gesagt, dass bei verdünnten Lösungen die Konzentration anstelle der Aktivität genommen werden kann. Jetzt möchte mein Betreuer aber wissen warum ich diese Approximation nehmen kann und welche Bedingungen dafür gelten muss. Habe jetzt schon verschiedene Bücher zu rate gezogen, aber es wird immer gesagt, dass man es so machen kann, aber nicht wirklich ein warum.

Also sollte ich die Aktivität mal berechnen und schauen wie sehr sie von der Konzentration abweicht. Da muss ich dann noch mal schauen welche Formel ich wie benutzen kann um die Aktivität zu bestimmen.
sunshinehamm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 15:07   #4   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.405
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Wenn es um eine konkrete Aktivität (also die eines speziellen Ions) geht, dann kann es sein, dass Du sie in der Literatur findest (Bibiliothek!). Da kannst Du dann den Fehler ausrechnen, den man durch das Ersetzen macht. Und den fehler dann in Bezug zum restlichen Messfehler setzen.

PS: Wenn es um Chloride geht, sollte die Aktivität schon irgendwo protokolliert sein.
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Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 15:15   #5   Druckbare Version zeigen
sunshinehamm  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 28
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Habe als Konzentrationen vom Chlorid

0,5 M
10-2 M
10-4 M
10-6 M
10-8 M

Habe schon versucht eine Anleitung zur Berechnung zu finden, aber das für die 0,5 M finde ich keine Formel die ich für die Ionenstärke nutze kann.
sunshinehamm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 15:24   #6   Druckbare Version zeigen
HansC Männlich
Mitglied
Beiträge: 354
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Es wäre wünschenswert, so eine Fausregel zu haben, welchen %-Fehler man bei dem Potentialunterschied macht, wenn der % Fehler durch Verwendung con c statt a einen bestimmten Wert, z,B. 10% annnimmt.
Leider kann man mit einem wiss. Taschenrecfhner leicht folgendes sehen:

lg 10 statt lg 9 (also Fehler 10%) ergibt 1 statt 0,954
lg 100 statt lg 90 (Fehler 10%) ergibt 2 statt 1,954
lg 1000 statt lg 900 (10%) ergibt 3 statt 2,954
Der prozentual Fehler ist nicht gleich obwohl er bei dem Argument des lg (z.B: dem der Nernst Gleichung) immer 10% ist.

Es ist alsom nicht so einfach das abzuschätzen.
HansC ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 15:36   #7   Druckbare Version zeigen
safety  
Mitglied
Beiträge: 1.616
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Im "CRC Handbook of Chemistry and Physics", Kapitel 5, Mean Activity Coefficients of Electrolytes as a Function of Concentration die gewünschten Daten nachschlagen.
safety ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 09.07.2015, 15:47   #8   Druckbare Version zeigen
sunshinehamm  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 28
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Es geht mir vorallem darum,warum man die Konzentration nutzen kann anstatt der Aktivität. Mir ist klar, je kleiner die Konzentration, desto weniger sind die interionischen Wechselwirkungen desto eher entspricht die Konzentration der Aktivität. Aber ab welcher Konzentration das gilt ist quasi von dem Felher abhängig den ich bereit bin zu machen. Ich denke bei den kleinsten von mir gewählten Konzentrationen ist die Aktivität gleich der Konzentration. Aber bei 0.5 M weiß ich es nicht.
sunshinehamm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 15:56   #9   Druckbare Version zeigen
sunshinehamm  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 28
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Danke für den Tipp. Leider ist es nur für große Konzentrationen. Meine 0.5 M habe ich jetzt auf jedenfall. Aber bei dem Rest muss ich noch mal schauen.
sunshinehamm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 15:59   #10   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.405
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Du hast doch gerade eine Literaturstelle gekriegt. Nimm sie Dir vor die Nase, zieh Deine Messwerte raus und vergleiche.

Bei 0,5M würde ich stark davon ausgehen, dass sich die Aktivität und die Konzentration zu weit unterscheiden. Auch bei 0,01M kann das schon sein.

Bei Logartihmenbildung würde ich den oberen Fehlerwert und den unteren Fehlerwert nehmen und dann daraus den Fehelerbereich angeben. Der muss dann auch nicht symmetrisch sein. Es dient ja eh nur der Abschätzung.
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Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 16:34   #11   Druckbare Version zeigen
sunshinehamm  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 28
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Ja die hatte ich mir rausgesucht. Die Abweichung bei 0.5 M ist gewaltig (mittlerer Aktivitätskoeffizient ist 0.649) aber für die kleineren Konzentration muss ich noch mal suchen.

Aber wie gesagt, ich brauche auch eine allgemeine Erklärung warum man die Konzentration statt der Aktivität nehmen kann.

Danke euch allen für eure Hilfe
sunshinehamm ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 16:46   #12   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.405
AW: Ab wann kann man Konzentration statt der Aktivität nutzen

Bei 0,5M kann man nicht die Konzentration statt der Aktivität nehmen, außer es ist einem ein Fehler von ca. 1/3 egal.
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