Aktivitäten?

[Gast]

Guten Abend, ich hab hier eine Chemieaufgabe an der ich schon ne Weile hänge, mein Problem ist, dass ich nicht genau weiß wie das mit der Aktivität genau ist und warum das in der folgenden Aufgabe am Ende der Fragestellung so ist?
Vielleicht kann mir ja jemand weiterhelfen?

Bei der experimentellen Bestimmung – insbesondere im Schulexperiment – von Gleichgewichtskonstanten oder Löslichkeitsprodukten erhält man häufig Werte, die von tabellierten Werten deutlich abweichen. Dies liegt meist daran, dass die Lösungen nicht ideal sind. In idealen Lösungen liegen die Ionen oder Moleküle einzeln vor. Dies trifft meist auf Lösungen zu, bei denen die Konzentration des gelösten Stoffes kleiner als c = 0,01 mol/l ist. In konzentrierten Lösungen machen sich zwischen den gelösten Teilchen Anziehungskräfte bemerkbar, die z. B. von der Größe und der Ladung der Ionen oder der Polarität von Bindungen in Molekülen abhängen; es bilden sich Ionen- und Molekülschwärme. Somit scheinen die Lösungen weniger konzentriert, als es ihrer Einwaage entspricht. Man ersetzt deshalb die „wahren“ Konzentrationen c durch die wirksamen Konzentrationen, welche man als Aktivitäten a bezeichnet. Bei konzentrierten Lösungen müssen also Stoffmengenkonzentrationen durch die Aktivitäten ersetzt werden, um die zutreffenden Gleichgewichtskonstanten oder Lösungsprodukte zu erhalten.
Warum ist die Aktivität einer Kupfer(||)-sulfat-Lösung der Konzentration c(CuSO4) = 0,1 mol/l wesentlich geringer als die Aktivität einer Kaliumchloridlösung gleicher Konzentration?

[alpha]

Steht ja in der Aufgabenstellung, sozusagen: Die Aktivität ist abhängig von Grösse und Ladung der Ionen, wobei die Ladung meist besonders wichtig ist.
Kalium ist grösser, als Kupfer - und erst noch nur 1+, statt 2+, wie jenes. Das Sulfat ist zwar grösser als das Chlorid, aber 2+, statt 1+, was offensichtlich gesamthaft noch immer grössere Wechselwirkungen zwischen den beiden 2+ geladenen Teilchen zur Folge hat, als jene zwischen den 1+ geladenen. Dabei ist wohl von Bedeutung, dass das Coulomb-Potential, bzw. die Coulomb-Energie die beiden Ladungen multipliziert, so dass 2*2 immerhin 4 gibt! - Solange der Abstand, welcher für die Energie quadriert wird, nicht auch doppelt so gross ist, was kaum der Fall sein wird, da Cu2+ deutlich kleiner ist als K+ sind die Wechselwirkungen eben grösser, die Aktivität folglich kleiner...

Es grüsst
alpha

[Gast]

Danke alpha, das leuchtet mir ein.
Es ist also so, dass CuSO4 durch stärkere Bindungen also eine größere Neigung hat, Molekülschwärme auszubilden und deshalb eine geringere Aktivität. oder?

Was mich aber noch interessieren würde, im PSE hat Cu doch eine größere Atommasse als Kalium, bedeutet dass dann nicht auch, dass es größer ist oder denke ich da schon wieder falsch?

[alpha]

Masse und Grösse sind nicht eindeutig korreliert, das heisst: In der gleichen Gruppe nimmt, im Allgemeinen, die Grösse mit zunehmender Masse, sprich Periode, zu.
Innerhalb einer Periode ist der Trend jedoch eher umgekehrt, das heisst, die Atomradien nehmen ab, weil die Elektronen vom immer stärker geladenen Kern stärker angezogen werden (Phänomen der unvollständigen Abschirmung).
Aber hier sind ja ohnehin Ionenradien gefragt! - Diese sind nochmals etwas unterschiedlich von den Trends her (mehrfach geladene Kationen sind kleiner als einfach geladene, Anionen sind grösser, mehrfach geladene Anionen noch grösser...) Aber das wirst du bestimmt noch irgendwo zu lesen bekommen!

Grüsse
alpha