Azthiszem értem akkor mi az, viszont nem tanították, gondolom azért, hogy ne zavarodjon össze a gyerek... :D
Térf %-kal az a baj, hogy a térfogatfogat nem annyira állandó, pl ha a klasszikus alkohol és víz keverésére gondolunk, de a sűrűség változás is nehezíti a dolgot. Így értem, hogy csak gázokra, de sokesetben, ha nem számít a pontosság, jó az is. :D
A vegyesszázalék a gyakorlat számára praktikus folyékony halmazállapotú anyagoknál... mert általában térfogatot mérünk belőle, nem tömeget - életemben nem láttam még háziasszonyt, aki 100 gramm 20%-os ecetet mér ki, és nem 1 dl-t.... de szerelőt se, aki az akkusavat grammra méri ml helyett... Addig szilárd anyagoknál meg a tömegszázalék a megfelelőbb, mert abból meg tömeget mérünk.
Sziasztok! Sajnos az a magyarazat nem jo, hogy nem ertelmezheto v/v%-on, viszont a -1.02 pH jó. Kaptam egy kis segitseget: figyelembe kell venni a HCl suruseget es bele kell epiteni a szamolasba is. Szoval v/v%>suruseg>tomeg>molaritas>pH. Ennek ellenere en nem ertem meg mindig ezt a hulye feladatot...
"TEhát kis áramsűrűségnél a konc. gradiensek széthúzódnak a két elektród között, és az ebből származó diffúziós potenciált tekintjük az oldat vezetőképességének (ez így igaz?).
A kevert rendszer esetén ez a konc. gradiens sokkal rövidebb, amit én -talán tévesen- az elektródpotenciálhoz rendelek."
Áramsűrűségtől függetlenül mindenképpen van egy koncentrációgradiens, hogy meglegyen az elektroneutralitás az oldatban. A kérdés az, hogy mekkora térerő kell ennek a stacionárius állapotban tartásához. A koncentrációgradiens simán additíve ráül az alap ionkoncentrációkra, függetlenül attól, hogy mekkorák az egyes ionkoncentrációk az oldatban. Ezért a vezetősó ionjainak diffúziója független a koncentrációjuktól. Minél nagyobb azonban a vezetősó koncentrációja, annál nagyobb az oldat vezetése, és annál kisebb térerőre van szükség arra, hogy ellentartson a vezetősó ionjai diffúziójának.Magát a koncentrációprofilt nem változtatja meg a többlet vezetősó.
Az elektródpotenciál az egy macerás fogalom, ha megnézed a IUPAC definíciókat, el fogsz tévedni. Mindközönségesen az oldatbeli potenciálesést nem szokás belevenni, csak a kettősrétegen fellépő feszültségesést tekintjük úgy, mint elektródpotenciált - u.i. ezt kell beleírni a Buttler-(Erdey-Grúz)-Volmer egyenletbe. Az elektrolit potenciálesése magát az elektródreakciót nem befolyásolja. A potenciosztátok általában többféle kompenzációs módszert nyújtanak, amivel az oldat feszültségesése kompenzálható. ("IR drop compensation" címmel általában.) Híg elektrolitoknál még a kettősrétegen eső potenciált is szokás bontogatni, ld. zeta-potenciál, Frumkin-korrekció, stb.
Ez történelem. Hagyományosan az 1%-os oldat az az 1 vegyes%-ot jelentette, csakhogy a "vegyes %" az nem dimenziómentes, a % jel pedig nem jelölhet dimenziót, azaz a vegyes% az fizikailag nonszensz, így jobb híján igyexünk kiírtani a fogalmat.
Éltem a feltételezéssel, hogy a tanár esetleg nem teljesen up-to-date az aktuális nómenklatúra hisztivel kapcsolatban, erre utal az is, hogy nem adta meg a sósav sűrűségét.
Az elektródhoz definíció szerint hozzátartozik a fémfázis, a határfelületi fázis és az oldatfázis elektród közeli része - hogy mennyi, az egy vitatéma, de messze nem néhány száz mikron.
Maga az elektrolit vezetése az egy belső, lokális tulajdonsága az elektrolitnak. Az ionok az oldat belsejében csak térerőt (és koncentrációgradienst) látnak, fogalmuk nincs, hogy mi történik az elektród felületén, ott ők fognak-e töltést átadni, vagy nem. Az oldat belsejében ettől függetlenül mozognak, ezért minden ion hozzájárul az oldat vezetéséhez.
Az elektródfolyamat pedig csak az elektroaktív komponensek felületközeli koncentrációját látja, és hogy mekkora a potenciálesés a kettősrétegben; Az, hogy mi van az oldat belsejében, az egyáltalán nem befolyásolja az elektródreakciót.
Ugye, a kettősrétegben egy pár tized nanométeres tartományban pár száz millivolt, vagy akár egy volt is eshet, azaz a térerő itt a 107 V/cm értéket is elérheti - ez hatalmas energiasűrűség, ez lesz az elektrokémiai folyamat hajtóereje (egész pontosan eltolja fölfele vagy lefele a potenciálgát magasságát). Az oldatban mondjuk esik 1V 1 cm távolságon, ez hét nagyságrenddel kisebb, mint ami a kettősrétegben van, ez hozzá nem tud szólni semmi elektrokémiai folyamathoz. Ahogy megjegyezted, a még diffúzióhoz képest is elenyésző mértékben mozgatja az ionokat az oldatban. (Ha jól értem, a kettősrétegen való potenciálesést nem veszed figyelembe, pedig ez a lényeg az elektródreakcióknál.)
A lényeg az, hogy ha van egy elektroaktív species vezetősó mellett, akkor adott áramsűrűséghez mondjuk a kettősrétegben tartozik 0,5V feszültségesés, és az oldatban 2V, ha duplájára növeljük a vezetősó koncentrációját, akkor a kettősrétegben a feszültségesés adott áramsűrűségnél nem változik, csak az oldaton lévő feszültségesés esik le 1V-ra. Az elektroaktív species koncentrációprofilja sem fog változni.
Olyan nagyon nem dúsul föl a reagens vagy a termék az elektród felületénél. Ha mondjuk c az ezüstkomplex koncentrációja az oldatban, akkor a katódnál ha lemegyünk 0 koncentrációra, akkor az anódnál 2c az ezüstkomplex koncentrációja. A cianiddal hasonló a helyzet. A kettősrétegben feldúsuló ellenoldai ionok is elsősorban a vezetősó ionjai. Ami más feldúsul, az csak az, ami specifikusan (kémiailag, nem eletrosztatikusan) kötődik a felülethez.
Azt hiszem rájöttem a köztünk lévő egyik félreértésre: máshol húzzuk meg az "elektród" határát. Én -a prepi szemléletem miatt- azt a talán párszáz mikronos folyadékfilmet is az elektródhoz sorolom, amit keveréssel nem tudunk bolygatni, míg az oldatot homogénnek tekintem, hisz azt a gyakorlatban mindig brutálisan keverjük.
TEhát kis áramsűrűségnél a konc. gradiensek széthúzódnak a két elektród között, és az ebből származó diffúziós potenciált tekintjük az oldat vezetőképességének (ez így igaz?).
A kevert rendszer esetén ez a konc. gradiens sokkal rövidebb, amit én -talán tévesen- az elektródpotenciálhoz rendelek.
Viszont ha jól értem, akkor (maradva az Ag(CN)2-os példánál) az oldatban létrejön egy CN- és egy Ag(CN)2- gradiens a termelődés/fogyás miatt, ez a gradiens természetesen létrehoz egy K+ gradienst is. HA az oldathoz további nem reaktv ionos anyagot adunk (vezetősó), akkor az ezt a gradienst "árnyékolja le" (most talán lényegtelen, hogy makroszkóposan úgy tekintünk rá, mint egy dielektrikumra, vagy mikroszkóposan úgy, hogy több töltés dipólhatása). Viszont a vezetősó ionjainak nincs kitüntetett mozgása, az csak a hőmozgás révén jön-megy, míg a reaktív ionok ténylegesen áramlanak a két elektród között. Kísérletesen: ha radioaktív cianidot juttatunk be egy pontban, az a "pont" a két elektród között fog jönni-mennii, amíg a hőmozgás teljesen el nem keveri, míg ha radioaktív K+-t juttatunk be, az nem megy sehova, csak a hőmozgás keveri el lassan.
"A termék diffúziója soha nem korlát,"
azt gondolom, hogy ez csak kis koncentrációk és kis áramsűrűség mellett igaz:
1. növeli a cellafeszt, ami prep. szempontból korlát
2. csökkenti a befele irányuló diffúziót (kis koncentrációk esetén persze nem, a specieszek diffúziója gyakorlatilag független (a töltéstől eltekintve). Viszont -pláne nagy áramsűrűségek esetén- az elektród felületén extrém koncentrációk lehetnek, akár olyan hatások is megjelenhetnek, hogy az egyik ion "elszedi" a hidrátburkot a másiktól, és ezzel már keményen odahat a diffúziójára.
A termék diffúziója soha nem korlát, csak a reagens diffúziója az. Kivéve persze, ha a termék vissza is tud alakulni az adott potenciálon, mert akkor a termék egyben reagens is.
Itt, persze, mindig a reagens diffúziója határozza meg az áramot. Nem szabad összekeverni a határfelület vezetését az oldat vezetésével. Ez két különböző dolog. Az áramot persze a határfelületen fellépő reakció határozza meg, az ennek az áramnak hatására az oldatban fellépő feszültségesést viszont az oldat vezetése.
A vezetősó valóban nem járul hozzá az elektród felületén a töltésátlépéshez, csak az elektrolit vezetését növeli. Lényege, hogy biztosítja az oldat minden pontján az elektroneutralitást. U.i. a töltéssel rendelkező reagens diffúziója egyben töltéshiányt is fog okozni az elektród felülete felé haladva. Ezt az oldatban lévő többi ionnak kompenzálnia kell, ezért minden ionra lesz egy bizonyos koncentrációgradiens, ami diffúziót indukálna, és ezt az elektromos térnek kell kompenzálnia. Ha csak az elektroaktív töltött speciesek vannak jelen az elektrolitban, akkor ennek a koncentrációgradiensnek csak egy nagyobb elektromos tér (az oldaton fellépő nagyobb feszültségesés) tud ellentartani. Ha más, nem elektroaktív ionok is jelen vannak, ráadásul jelentős többletben, akkor egy sokkal kisebb elektromos tér (kisebb feszültségesés az oldaton) ellent tud tartani ennek a koncentrációgradiensnek. Márpedig G=I/U, azonos áramnál kisebb a feszültségesés, az oldatnak nagyobb a vezetése.
szerintem csak akkor, ha eltekintünk attól, hogy a nagy áramsűrűség miatt a termék diffúziója a korlát. Ha a OH- "vezet", az azt jelenti, hogy elfogy az Ag(CN)2- ill. a CN- a két elektród környezetében, azaz felmegy az elektródpot., leesik az áram, azaz olyan, mintha nőne az ellenállás. Preparatív szempontból a termékeknek át ekll jutniuk a másik elektródhoz, és ezzel a vezetés ki is van pipálva.
Ha nem haragszol, minden kb. fordítva van, mint ahogy mondod. :)
"A fürdőhöz KOH-t adnak...", elsősorban azért, hogy a fémleválasztásnál elkerüljék, hogy párhuzamosan hidrogén is fejlődjön. Praktikusan addig tekerik fel az áramsűrűséget, hogy éppen ne pezsegjen a katódon a hidrogén, minél lúgosabb a közeg, annál negatívabbra lehet menni a katóddal.
"...és ezt a megszokás miatt vezetősónak hívják." Ténylegesen vezetősó. Minden mobilis töltéshordozó hozzájárul az elektrolit vezetéséhez. Ráadásul a hidrogén és a hidroxil ion mozgékonysága messze a legnagyobb (kb. 5x akkora, mint bármi másé - ld. Grottus mechanizmus), így azonos ionerősség mellett a savak és a lúgok lényegesen jobb vezetést adnak, mint a semleges sók.
"Más ionok az oldatbeli vezetéshez nem tudnak hozzátenni, hisz a reakcióhoz ez a két ion szükséges." Három fázisunk van, fém-elektrolit-fém. Három ellenállás kapcsolódik sorba, az első fém-elektrolit határfelület ellenállása, az oldatfázis ellenállása, és a második fém-elektrolit határfelület ellenállása. Az, amit csak az elektroaktív speciesek befolyásolnak, csak a határfelületi ellenállások, az oldatfázis vezetéséhez az összes töltéssel rendelkező, mobilis komponens hozzájárul. Ideális esetben olyan nagy az oldat vezetése, hogy a teljes cellafeszültség a két határfelületen eső feszültség összege, az oldaton csak minimális a feszültségesés. (Egy bika galvanizáló cellában persze ez nem így van.)
"És mégis van, fix fesz mellett 20-30%-ot simán nő az áram. Lehet tudni, hogy hogyan? Ha jól sejtem rohadtra nem az oldatbeli vezetéshez van köze..."
De az a baj, hogy a -1,02 pH-s eredmennyél és a 10.4 molos tömeggel adtam le de arra mondta hogy nem jó...én is arra gondoltam, hogy biztos a - pH a poén de mivel a feladatra azt mondta, hogy nem jó valami másról de közel járok a jó megoldáshoz...én már mindent bevetettem mégsincs meg a jó
1) Az, hogy 38%, az azt jelenti, hogy 100 ml oldat 38 gramm HCl-t tartalmaz.
2) tehát akkor 1 liter oldat éppen tízszer ennyit, azaz 380 grammot
3) 380 g HCl pedig megfelel 380g/(36,5 g/mol)=10,4 molnak.
Ha egy oldat 10,4 mol anyagot tartalmaz literenként, akkor azt az oldatot 10,4 mólosnak hívjuk.
(a mol az anyagmennyiség mértékegysége, és nem a tömegé. a mol/liter pedig koncentráció egység.)
Ahhoz, hogy kiszámold a pH-t tudnod kell a hidrogénion-koncentrációt. Szerencsére a sósav erős sav, és az ilyenek esetén "teljes disszociáció" történik, azaz a HCl koncentrációja, és a H-ion koncentráció megegyezik, azaz ez is 10,4 mol/liter.
(Valószínűleg eddig te is lejutottál.)
A pH pedig ennek a koncentrációnak a NEGATÍV logaritmusa, azaz pH=-lg(10,4)=-1,02
MIndössze az előjelet toltad el a számításnál.
És nem kell meglepődni, a pH simán lehet negatív. Minden 1 molosnál töményebb erős sav oldatának negatív a pH-ja.
