Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Активность и коэффициент активности электролитов




Растворы сильных электролитов характеризуются активностью.

Активность равна произведению концентрации на коэффициент активности.

[моль/л]

[моль/кг]

С, m – концентрации раствора; γ – коэффициент активности, который показывает насколько концентрация реального раствора отличается от концентрации идеального раствора вследствие взаимодействия между ионами в растворе. Тогда, активность показывает концентрацию раствора электролита с учетом взаимодействия между ионами. Для слабых электролитов γ = 1, поэтому а = С.

Величину а электролита можно определить экспериментально методом криоскопии, методом электродвижущей силы.

Величину а сильного электролита можно также рассчитать используя метод активностей, который основан на том, что свойства реальных растворов электролитов описываются уравнениями химических потенциалов, где вместо С используется а. Рассмотрим метод активностей.

Пусть дан сильный электролит Mv+ Av-, который полностью диссоциирует на ионы:

где v+, v-, z+, z- - стехиометрические коэффициенты и заряды ионов.

Поскольку раствор электролита в целом электронейтрален, то к нему применимо условие электронейтральности: химический потенциал электролита (μ) равен сумме потенциалов ионов, умноженных на их стехиометрические коэффициенты:

(условие электронейтральности)

где ;

;

;

при Т=298, Р=1 атм.

Подставим полученные значения в условие электронейтральности:

(1)

Стандартный химический потенциал электролита μ0 связан с и соотношением аналогичным условию электронейтральности: . Подставим данное выражение в уравнение (1):

(2)

 

Однако по этой формуле невозможно рассчитать величину а, так как активности отдельных ионов не определяются экспериментально.

Поэтому вводится другое понятие – средняя ионная активность а± - это среднее геометрическое из активностей катиона а+ и аниона а- электролита:

; где .

Подставим а± в уравнение для а (уравнение 2):

Видно, что а электролита равна а±, взятой в степени равной общему стехиометрическому коэффициенту , тогда найдем значение а±:

(3)

где и ;

γ+, γ- - коэффициенты активности катиона и аниона;

m+, m- - моляльности катиона и аниона, моль/кг (моляльность – это отношение количества растворенного вещества в молях к массе растворителя в кг).

Подставим величины а+ и а- в уравнение для а± (уравнение 3):

Величина m± - это средняя ионная моляльность, равная среднему геометрическому из моляльностей катиона и аниона:

где и ;

Подставим m+ и m- в уравнение для m±:

где - средний ионный стехиометрический коэффициент, равный среднему геометрическому из стехиометрических коэффициентов катиона и аниона.

Рассмотрим как взаимосвязаны m± и m для соединений разных валентных типов:

1-1 – валентные соединение (NaCI):

; ;

2-2 – валентные соединения (MgSO4);

; ;

 

3-2 – валентные соединения :

Величина γ± - это средний ионный коэффициент активности, равный среднему геометрическому из коэффициентов активности катиона и аниона

В зависимости от способа выражения концентрации электролита существуют следующие виды коэффициента активности:

 

1) рациональный коэффициент активности:

где x± - мольная доля ионов.

2) средний моляльный коэффициент активности (или практический):

m± - моляльность ионов;

3) средний молярный коэффициент активности:

С± - молярность ионов.

Средний коэффициент активности γ± можно определить экспериментально методом криоскопии или методом электродвижущей силы.

Величина γ± зависит от концентрации электролита. Зависимость имеет следующий вид (рис. 1):

Рис. 1. Средние коэффициенты активности 2–1 и 1–2-валентных электролитов при 25 0С

 

В области низких концентраций зависимость имеет линейный характер и величина γ± одинакова для солей одного валентного типа (т. к. тангенс угла наклона прямой одинаков для солей одного валентного типа).

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 11894; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.014 сек.