Wasser aufspalten
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Solution
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The following quantities appear in the problem:
Masse \(m\) / elektrische Ladung \(q, Q\) / Kraft \(F\) / Strecke \(s\) / molare Masse \(M\) / Stoffmenge \(n\) / Anzahl \(N\) /
The following formulas must be used to solve the exercise:
\(F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\cdot \frac{q_1q_2}{r^2} \quad \) \(q = N e \quad \) \(m = nM \quad \)
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Exercise:
Welche Kraft würden die zu einer Punktladung vereinigten Hydroxidionen chemicalOH^- auf die ebenso zusammengefassten Oxoniumionen chemicalH_O^+ von pqg Wasser ausüben wenn man diese Ladungskonzentrationen in einem Abstand von pqkm aufstellen könnte?
Solution:
Die molare Masse von Wasser chemicalH_O ist M pqg/mol + pqg/mol pqg/mol. In einem Gramm Wasser findet man demnach n fracmM fracpqgpqg/mol pq.molquad mboxbzw. N numpr.e chemicalH_O-Moleküle. Man braucht immer solche Moleküle um ein Hydroxid/Oxonium-Paar zu erzeugen. Also kann man hat N numpr.e solche Paare mit je einer Ladung von q+e erzeugen. Insgesamt haben die beiden Haufen also jeweils betragsmässig eine Ladung von Q hat N e numpr.e pq.C pqC. In einem Abstand von pqm würden sich die beiden Ladungskonzentrationen mit F fracpiepsilon_fracQ^r^ pq.eN anziehen.
Welche Kraft würden die zu einer Punktladung vereinigten Hydroxidionen chemicalOH^- auf die ebenso zusammengefassten Oxoniumionen chemicalH_O^+ von pqg Wasser ausüben wenn man diese Ladungskonzentrationen in einem Abstand von pqkm aufstellen könnte?
Solution:
Die molare Masse von Wasser chemicalH_O ist M pqg/mol + pqg/mol pqg/mol. In einem Gramm Wasser findet man demnach n fracmM fracpqgpqg/mol pq.molquad mboxbzw. N numpr.e chemicalH_O-Moleküle. Man braucht immer solche Moleküle um ein Hydroxid/Oxonium-Paar zu erzeugen. Also kann man hat N numpr.e solche Paare mit je einer Ladung von q+e erzeugen. Insgesamt haben die beiden Haufen also jeweils betragsmässig eine Ladung von Q hat N e numpr.e pq.C pqC. In einem Abstand von pqm würden sich die beiden Ladungskonzentrationen mit F fracpiepsilon_fracQ^r^ pq.eN anziehen.