Сильные электролиты. Активность. Ионная сила
В растворах сильных электролитов в результате их практически полной диссоциации создается высокая концентрация ионов. Между катионами и анионами возникает электростатическое притяжение и эффективная, (то есть экспериментально определенная) концентрация этих ионов оказывается меньше, чем их истинная концентрация. Для оценки способности ионов к химическому взаимодействию в растворах сильных электролитов используют понятие - активности ( ). Активностью иона называют эффективную или условную концентрацию его, соответственно которой он действует в химических реакциях. Между активностью иона ( ) и его действительной концентрацией ( ) существует зависимость , где - коэффициент активности; таким образом, коэффициент активности - это отношение активности иона к его общей концентрации. Так как , то , поэтому при точных расчетах в уравнение закона действующих масс должны входить активности ионов, а не их концентрации. Если диссоциацию электролита изобразить схемой ,- то константа диссоциации будет выражаться следующим образом: В этом случае называют термодинамической константой. Понятие активности применимо не только к отдельным ионам, но и к электролиту в целом. Для электролита средняя активность и средний коэффициент активности связаны с активностями и коэффициентами активности катионов и анионов следующими соотношениями:
Коэффициенты активности ионов зависят не только от концентрации сильного электролита, но и от концентрации всех других ионов, присутствующих в растворе. Мерой электростатического взаимодействия между ионами является ионная сила раствора- , которая вычисляется по формуле: где концентрации различных ионов, моль/л; заряды этих ионов. Пример 22.Определите ионную силу раствора, содержащего в 1 л одновременно 0,01 моль и 0,1 моль . Решение: Ионная сила раствора будет определяться присутствием в нем ионов Считая, что и как сильные электролиты диссоциированы в растворе нацело, найдем концентрации ионов: Теперь вычислим значение в растворе: Средний коэффициент активности сильного электролита (или его ионов) и ионная сила раствора (для ионов одинакового заряда) связаны соотношением Дебая-Гюккеля: Для растворов с ионной силой : . Пример 23. Рассчитать активность ионов и ионную силу раствора, содержащего в 1л 1,6 г и 0,015 моль Решение: Ионная сила раствора выражается уравнением: Определим концентрации ионов в растворе: 1,6 г соответствует количеству вещества : Общее число моль ионов составляет Следовательно: Рассчитаем ионную силу раствора: Рассчитаем значения коэффициентов активности ионов: Для однозарядных ионов и : Для двухзарядного иона : Вычисляем активности ионов: Пример 24. Рассчитайте ионную силу раствора и активность 0,018 М растворе. Решение: Ионная сила раствора:
Определим по таблице приложения коэффициенты активности ионов и : Рассчитаем активность ионов: Найдем активность :
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|