Zoveel na+ en zoveel cl-

[scully]

Hallo, ik ben bezig met wat sommen over Reverse Electro Dialysis. Nu heb ik berekent dat er 2,17 kg/s zoet water bij evenveel zout water komt, en ik heb gesteld dat het zoute water, 10% zout bevat. Dus 217 gram NaCl per seconde.

NaCl=58,44 gr/mol

217/58,44=3,71 mol

Er zitten 6,02214*10^23 deeltjes in 1 mol.

Dus (6,02214*10^23)*3,71=2,23*10^24 deeltjes Na+ en evenveel Cl-.

Dit dus per seconde!

Hoe bereken ik nu hoeveel stroom ik hiervan kan maken?

[robj]

Ik heb me niet verdiept in het onderwerp, maar kan je misschien toch op weg helpen.

Je berekening van het aantal mol ionen klopt, maar migreren zowel Na⁺ als Cl^- ionen over in dezelfde richting? Waarschijnlijk niet, want dan zou het netto (totale) ladingstransport nul zijn.

In ieder geval kun je uitrekenen hoeveel lading (Coulomb) er migreert als je weet hoeveel mol van welke ionen er migreren, dat doe je met behulp van de constante van Faraday, die is gelijk aan de lading van 1 mol electronen, protonen, Na⁺ of Cl^- ionen (9,649 x10⁴ C/mol).

De netto stroom (in Ampère) is op zich niet zo interessant, je zult meer geïnteresseerd zijn in het vermogen (Watt). Oftewel moet je de stroom (A) vermenigvuldigen met het potentiaalverschil (in Volt) dat de ionen overbruggen, want vermogen (in Watt) is Volt x Ampère

[scully]

Oke, ik heb dus 3,71 mol. Dit vermenigvuldigt met 9,649*10^4 geeft: 357977,9 Coulomb.

1C=1A*s

1C/s=1A

357977,9 C/s = 357977,9 A

Is dit niet een heel hoog getal voor Ampere's?

En hoe bepaal ik dan het potentiaalverschil?

[scully]

1Volt=1Joule/Coulomb

Dus als ik de energiewaarde van NaCl weet, dan weet ik ook hoeveel Volt ik dan heb?

[robj]

1Volt=1Joule/Coulomb

Dus als ik de energiewaarde van NaCl weet, dan weet ik ook hoeveel Volt ik dan heb?

Net terug van vakantie, vandaar mijn late reactie.

Definitie van Volt als "Watt per Ampère" is misschien beter, maar qua eenheden klopt jouw definitie ook.

Het is mij niet duidelijk wat je met de "energiewaarde van NaCl" bedoelt. Bovendien suggereert de notatie NaCl dat je met de vaste stof NaCl te maken hebt en dat is niet het geval. Je hebt nl gehydrateerde (lees opgeloste) Na⁺ en Cl^- -ionen.

Je berekening van de stroom (Ampère) klopt ook. Het lijkt inderdaad veel, maar als je 1 mol lading (Coulomb) per seconde om zet, is het niet anders. Dergelijke stroomsterkten zijn in de electrolyse-wereld overigens heel gewoon.

Ik weet niet welk Reverse Electro Dialyse systeem je precies aan het bekijken bent, maar over het algemeen gebruikt men hierbij kation/anionselectieve membranen. Dan ontstaat er een spanningsverschil over elk membraan, beter gezegd een potentiaalverschil.

Wil je uit zo een cel daadwerkelijk electrische energie halen, dan moeten er aan de electroden - zeg maar de + en - polen van de cel waaraan je een lampje verbindt - ook nog elektrochemische reacties optreden, anders kan er geen stroom door het lampje lopen.

Een illustratie van wat ik bedoel zie je hier (men gebruikt hier ijzer-ionen voor de electronenoverdracht aan beide elektroden). Misschien kun je de auteur van het plaatje in de link benaderen, zijn telefoonnummers staan er bij vermeld...

In ieder geval... als er in de evenwichtssituatie 3.71 mol ionen migreren, dan is jouw stroomsterkteberekening correct, behalve dat je jouw stroomsterkte nog met een factor 2 moet vermenigvuldigen omdat er 3.71 mol Na⁺ ionen de ene kan uit migreren en nog eens 3.71 mol Cl^- ionen de andere kant uit gaan.

Dus in totaal: 7.16 x 10⁵ Ampère.

En dat was jouw oorspronkelijke vraag niewaar?