Как объясняется опыт по выращиванию кристаллов меди?

[aversun]

2 часа назад, Gina.93 сказал:

В использовании насыщенного раствора NaCl , мне видится намёк на то что там процесс идёт через растворимые в этом насыщенном рассоле, соли одновалентной меди.

Fe(+2)+Cu(+1)->Fe(+3)+Cu(0)

Эта реакция идет в противоположную сторону.

[Ruslan_Sharipov]

1 час назад, aversun сказал:

Эта реакция идет в противоположную сторону.

А может быть всё-таки она обратимая и при малых концентрациях Fe³⁺ она идёт в сторону образования Fe³⁺?

[aversun]

7 минут назад, Ruslan_Sharipov сказал:

А может быть всё-таки она обратимая и при малых концентрациях Fe³⁺ она идёт в сторону образования Fe³⁺?

С чего бы вдруг? Для этого я не вижу ни каких оснований.

[Леша гальваник]

Имхо, для примера, возьмем одну точку роста: железо корродирует и качает электрончики, вначале растет тонкая иголка меди вниз, в сторону расти и ветвится ей не выгодно - там меди нет, потому из-за диффузионных ограничений, ей приходится расти вниз - там меди больше. И уже когда кристалл достигает точки, где меди достаточно (ниже бумажки), он начинает ветвится в дендрит.

Я бы не искал сложных объяснений для достаточно несложных вещей.

[Максим0]

4 часа назад, Ruslan_Sharipov сказал:

А может быть всё-таки она обратимая и при малых концентрациях Fe³⁺ она идёт в сторону образования Fe³⁺?

Всё в этом мире обратимо если изгнать второе начало термодинамики... вот только его принято считать всюду верным абсолютом.

По моему личному мнению это не так, но рабочим телом нарушающей его системы должен быть газ или плазма - а в вашем случае такое не участвует.

[Ruslan_Sharipov]

2 часа назад, Максим0 сказал:

Всё в этом мире обратимо если изгнать второе начало термодинамики...

Обратимые химические реакции существуют. Это ничего фундаментального не нарушает.

[Максим0]

3 минуты назад, Ruslan_Sharipov сказал:

Обратимые химические реакции существуют. Это ничего фундаментального не нарушает.

Степень обратимости бывает очень разной! Если в моле медной соли моль двухвалентного железа восстановит атом меди, это будет существенно хоть в каком-то приложении?

[Ruslan_Sharipov]

11 минуту назад, Максим0 сказал:

Степень обратимости бывает очень разной!

А откуда Вы знаете какова степень обратимости в данном случае?

[anddor]

12 минуты назад, Ruslan_Sharipov сказал:

А откуда Вы знаете какова степень обратимости в данном случае?

Об этом говорит разность стандартных электродных потенциалов для данной реакции:

Сu2+ + Fe2+ = Fe3+ + Cu

Ео(Cu2+) - Eo(Fe3+/Fe2+) = 0.337 - 0.771 = -0.434 В. 

Обратимыми при тех или иных условиях могут быть только те реакции, для которых эта разность лежит в пределах от -0.4 до +0.4 В. Здесь же разность меньше, чем -0.4В. То есть данная реакция протекает необратимо в обратном направлении (в сторону окисления меди).

[Ruslan_Sharipov]

55 минут назад, anddor сказал:

Об этом говорит разность стандартных электродных потенциалов для данной реакции:

Сu2+ + Fe2+ = Fe3+ + Cu 

Ео(Cu2+) - Eo(Fe3+/Fe2+) = 0.337 - 0.771 = -0.434 В. 

Во-первых уравнение надо писать с коэффициентами Сu²⁺ + 2 Fe²⁺ = 2 Fe³⁺ + Cu и составлять из уравнений Сu²⁺ + 2 e^- = Cu и 2 Fe³⁺ + 2 e^- = 2 Fe²⁺, которые тоже имеют коэффициенты.  Хотя в данном случае это не суть.

 

Во-вторых стандартные электродные потенциалы даются для стандартных условий. Для нестандартных условий (согласно Википедии) они зависят от эффективных концентраций:

 

E=E⁰+(RT/nF) ln(a_ox/a_red).

 

Для реакции Сu²⁺ + 2 e^- = Cu величина a_ox - это концентрация ионов меди, a_red  - это концентрация атомов меди. Поскольку атомы меди в растворе практически не остаются, осаждаясь на растущий кристалл, знаменатель в дроби a_ox/a_red много меньше числителя. Значит логарифмическая добавка положительна и она смещает потенциал по меди +0.337 в нужную (положительную) сторону. Ионы Fe²⁺ прибывают в зону роста кристалла в силу диффузии, а ионы Fe³⁺ из них производятся и затем рассеиваются в силу диффузии, поэтому естественно думать, что концентрация ионов Fe²⁺ больше чем концентрация ионов Fe³⁺. Логарифмическая добавка в этом случае отрицательна, что опять смещает второй потенциал +0.771 в нужную (отрицательную) сторону.