Wet van Coulomb

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Elektromagnetisme
Lightning strike jan 2007.jpg
Elektriciteit · Magnetisme

De wet van Coulomb, genoemd naar de Franse natuurkundige Charles-Augustin de Coulomb, beschrijft de kracht die twee elektrische ladingen op elkaar uitoefenen. Deze kracht is Evenredigheid|recht evenredig]] met elk der ladingen en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de onderlinge afstand der ladingen. Als de ladingen beide positief of beide negatief zijn, oefenen zij een afstotende kracht op elkaar uit, en wordt de kracht als positief gerekend. Zijn de ladingen tegengesteld van teken, dan is de kracht een aantrekking, en wordt zij negatief gerekend. In formule:

F_C = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}

waarin

FC de kracht is die de ladingen op elkaar uitoefenen, in het SI uitgedrukt in N (newton) of kg·m·s–2,
q1 en q2 de beide ladingen zijn, in SI-eeheden uitgedrukt in C (coulomb) of As (ampèreseconde),
r de afstand is tussen de beide ladingen, in het SI uitgedrukt in meter,
k = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon_r} de constante van Coulomb is, met
\varepsilon_0 = 8,85×10–12 C2m–2N–1 de elektrische veldconstante van vacuum.
\varepsilon_r is de relatieve elektrische veldconstante van het medium tussen die twee ladingen.

Indien εr =1, dan

k \approx8,988×109 Nm2C–2

Wat de vorm betreft lijkt de wet van Coulomb sterk op de gravitatiewet, maar de Coulombkracht kan, in tegenstelling tot de zwaartekracht, ook afstotend zijn.

Het feit dat bijvoorbeeld een keukenzoutkristal kan bestaan, is een gevolg van de coulombattractie tussen de natrium- en chloride-ionen waaruit het kristal is opgebouwd.

Implicaties in de scheikunde[bewerken]

Als een titratie niet in water (met een relatieve elektrische veldconstante εr van 78,5) maar in ethanol wordt uitgevoerd (met een relatieve elektrische constante van slechts 24,5), zullen geladen deeltjes elkaar volgens de bovenstaande wet van Coulomb 3 keer zo sterk aantrekken. Daardoor zal een zuur van het type HA + ROH ↔ A- + ROH2+ in ethanol minder snel in (geladen) ionen splitsen. Daardoor zal het evenwicht naar links verschuiven en het zuur in ethanol minder sterk zijn dan in water, dit zuur heeft dan in ethanol een hogere pKa.

Zie ook[bewerken]