強(qiáng)電解質(zhì)平均離子活度和平均離子活度系數(shù)

1、關(guān)于強(qiáng)電解質(zhì)的平均離子活度和平均離子活度系數(shù)第一張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7.4 電解質(zhì)溶液的活度、活度因子及德拜-休克爾極限公式1. 平均離子活度和平均離子活度因子設(shè)有電解質(zhì)C+A-全部解離：C+A- +Cz+ + -Az-則整體的化學(xué)勢(shì)為：(1)而：(2)將 (2) 代入 (1) ，有：第二張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月因 a+ 、a- 無(wú)法直接測(cè)定，只能測(cè)定平均活度a有：定義：第三張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月離子活度系數(shù)的定義：定義：有：有：( 可查表，例表7.4.1, p16)第四張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月之所以引出離子平均活度與離子平

2、均活度系數(shù)，是因?yàn)樗鼈兛梢詫?shí)驗(yàn)測(cè)定，而且還可以從理論上進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而可進(jìn)行有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算。P315頁(yè)表中列出了常見的一些電解質(zhì)在水溶液中的離子平均活度系數(shù)。由電解質(zhì)的濃度b及電解質(zhì)的 a，a 進(jìn)行電化學(xué)有關(guān)計(jì)算。第五張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例：試?yán)帽?.4.1數(shù)據(jù)計(jì)算25時(shí)0.1molkg-1H2SO4水溶液 中b、 a、及 a解：查表7.4.1，得25，0.1 molkg-1H2SO4的0.265一般1:1型電解質(zhì)b = b ，2:1型以上電解質(zhì)則沒有該關(guān)系。第六張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 離子強(qiáng)度第七張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月從表7.4.

3、1中我們可以看出以下兩點(diǎn)規(guī)律：電解質(zhì)的平均離子活度系數(shù) 與濃度有關(guān)，在稀溶液范圍內(nèi)， 隨濃度降低而增大； 在稀溶液范圍內(nèi)，對(duì)于相同價(jià)型的電解質(zhì)，當(dāng)它們濃度相同時(shí)， 近乎相等；不同價(jià)型的電解質(zhì)，即使?jié)舛认嗤?也不相同；高價(jià)型電解質(zhì) 較小。b=0.005 molkg-1CaCl2 =0.783 BaCl2 =0.77NaCl =0.929 CuSO4 =0.53相同價(jià)型不同價(jià)型第八張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月在稀溶液中，濃度與價(jià)型是影響 的主要因素。為什么會(huì)有如上的規(guī)律呢？原來(lái)在電解質(zhì)溶液中有一個(gè)離子強(qiáng)度的物理量制約著離子的平均活度系數(shù)。溶液的離子強(qiáng)度 I ：溶液中每種離子的質(zhì)量摩爾

4、濃度bB與該離子電荷數(shù)zB的平方乘積之和的一半。第九張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月離子強(qiáng)度的定義：bB 溶液中B種離子的質(zhì)量摩爾濃度；ZB 溶液中B種離子的離子電荷數(shù)第十張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例7.4.2 試分別求出下列各溶液的離子強(qiáng)度I 和質(zhì)量摩爾濃度b間的關(guān)系。(1)KCl溶液，(2)MgCl2溶液，(3)FeCl3溶液，(4)ZnSO4溶液，(5)Al2(SO4)3溶液解：(1)對(duì)于KCl， (2)對(duì)于MgCl2， (3)對(duì)于FeCl3，第十一張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例7.4.3 同時(shí)含0.1mol

5、kg-1的KCl和0.01molkg-1的BaCl2的水溶液，其離子強(qiáng)度為多少？解：溶液中共有三種離子：鉀離子b(K+)=0.1molkg-1，z(K+)=1鋇離子b(Ba2+)=0.01molkg-1，z(Ba2+)=2氯離子b(Cl-)=b(K+)+2b(Ba2+)molkg-1，z(Cl-)=-1第十三張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 德拜-許克爾(Debye-Hckel)公式 1923年，Debye-Hckel提出了他們的強(qiáng)電解質(zhì)理論，該理論的幾點(diǎn)假設(shè)為： 強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中全部解離； 離子間的相互作用主要是庫(kù)侖力； 每一個(gè)離子都處在異號(hào)電荷所形成的離子氛的包圍中。第十四張，

6、PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1) 離子氛離子氛的特點(diǎn)： 1) 正離子周圍，負(fù)離子出現(xiàn)機(jī)會(huì)多，反之亦然，但 溶液整體為電中性； 2) 每個(gè)離子既是中心離子，又是離子氛中一員； 3) 從統(tǒng)計(jì)平均看，離子氛是球形對(duì)稱的； 4) 離子氛不固定，是瞬息萬(wàn)變的。+離子氛示意圖：第十五張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(2) D-H 公式稀溶液中單個(gè)離子的活度系數(shù)公式:平均離子活度系數(shù)公式:在298.15 K水溶液中： A= 0.509 (mol-1.kg)1/2D-H公式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：圖7.4.1(p19)，由圖可知： 1) D-H公式只適用于強(qiáng)電解質(zhì)的稀溶液； 2)不同價(jià)型電解質(zhì)， (低價(jià)型) (高價(jià)型) ； 3)相同價(jià)型電解質(zhì)， 只與I 有關(guān)，與離子性質(zhì)無(wú)關(guān) 第十六張，PPT共十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月例7.4.4 試用德拜-休克爾極限公式計(jì)算25時(shí)，b=0.005molkg-1 ZnCl2水溶液中，ZnCl2平均離子活度因子。解：溶液中有兩種離子，b(Zn2+)=0.005molkg-1，z(Zn2+)=2，b(Cl-)=2b=0.01molkg-1，z(Cl-)=-