Coulombkraft – Gravitationskraft (Salze-51) Jemand behauptet, dass die Anziehungskräfte in einem Salz vor allem durch die Gravitationskräfte (FG) der beteiligten Ionen bestimmt werden. Um wieviel stärker ist die Anziehung aufgrund der Coulombkraft (Fc) im Vergleich zur Gravitationskraft (FG)? Nimm für die Berechung die Anziehgungskräfte zwischen einem Natriumion und einem Chloridion. Der Abstand der beiden Ionen betrage 2.82·10-10 m.

Frage: (Salze-51)    

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Jemand behauptet, dass die Anziehungskräfte in einem Salz vor allem durch die Gravitationskräfte (F_G) der beteiligten Ionen bestimmt werden. Um wieviel stärker ist die Anziehung aufgrund der Coulombkraft (F_c) im Vergleich zur Gravitationskraft (F_G)?
Nimm für die Berechung die Anziehgungskräfte zwischen einem Natriumion und einem Chloridion. Der Abstand der beiden Ionen betrage 2.82·10^-10 m.

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Lösung:

1. F_c = k·Q₁·Q₂/r²
       Q₁ = Q₂ = Elementarladung = 1.60222·10^-19 C
       F_c = (8.9875·10⁹)·(1.6022·10^-19)² / r²
       F_c = 2.31·10^-28 / r² [N]
2. F_G = G·m₁·m₂/r²
       · Einzelne Atome nehmen … u (Unit)
       · 1 u = 1.66·10^-27 kg
       · m(Na⁺) = 22.99 u
       · m(Cl^–) = 35.45 u
       · F_G = 6.67·10^-11·22.99u·35.45u / r²
       · F_G = 1.5·10^-61 / r² [N]
3. Faktor x = F_c/F_G
       x = (2.31·10^-28 / r² ) / (1.5·10^-61 / r² ) = 1.5·10³³

Beachte, dass der Abstand der Ionen sich rauskürzt. Als Resultat kann gesagt werden, dass die Coulombkraft eindeutig stärker ist als die Gravitationskraft.

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