(3)活度:溶液中实际发挥作用的离子浓度,叫有效浓度,或称活度Cma=a一co0m(4)“活度”的根源在于离子间作用力(m、Z越大,作用力越大)用离子强度来衡量I=Z2m,zi单位:mol/kg
16 (3)活度:溶液中实际发挥作用的离子浓度,叫 有效浓度,或称活度。 0 c c a = f 0 m m a = f (4)“活度”的根源在于离子间作用力 (m、 Z越大,作用力越大) 用离子强度来衡量 2 2 1 I i i i = m z 单位:mol/kg
(5)25℃,稀溶液1<0.01m1923年,德拜-休克尔的极限公式(Debye -Hickel's limiting law)Ig ff = -0.509|z+ z-|V0.509|z+ :z_/V1lg f± =1+VIAB:f+ =f+= fABm:f+≠f+ f
17 (5)25℃,稀溶液(I 0.01m ) 1923年,德拜-休克尔的极限公式 (Debye –Hückel’s limiting law) z z I + − lg f = −0.509 I z z I + = − + − 1 0.509 lg f = + = − AB:f f f + − AB :f f f m
例1:0.1mol·kg-1盐酸和0.1molkg-1CaCl,溶液等体积混和,计算该溶液的I及aH解: mg+=0.05mol-kg-l mca2+=0.05 mol·kg-1 mc-=0.15 mol·kgl:: I-1 / 2Zm;z?=1 / 2(0.05 × 12+0.05 × 22+0.15 × 12)=0.2 mol·kg-llogf ±(Hci)=-0.509 I 1X1 I 0.2-1 / 2 = -0.2276f+=0.519=f.=f:a+=f,m+/mo=0.59×0.05=0.0295,误差较大。logf+(Hci= -0.509 | 1X1 I 0.2.1 /2 / (1+0.21 /2) =-0.1573f ±= 0.70:. an+= 0.70 X× 0.05= 0.035
18 例1:0.1mol·kg-1盐酸和0.1molkg-1CaCl2溶液等体积 混和,计算该溶液的I及a H+。 解:mH+=0.05mol·kg-1 mca2+=0.05 mol·kg-1 mcl-=0.15 mol·kg-1 ∴I=1/2∑mi zi 2=1/2(0.05×1 2+0.05×2 2+0.15×1 2 )=0.2 mol·kg-1 ㏒f±(HCl) =-0.509∣1×1∣0.2.1/2 = -0.2276 f±=0.519=f+=f - ∴aH+ = f+ mH+/m0=0.59×0.05= 0.0295,误差较大。 ㏒f±(HCl)= -0.509∣1×1∣0.2.1/2 / (1+0.2.1/2)= -0.1573 f±= 0.70 ∴aH+ = 0.70×0.05= 0.035
例2:I=1.0×10-4molkg-l,计算NaCI溶液,MgSO,溶液的f±。解:一价离子NaC1logf+=-0.059 1 1×1 1 (1.0×10-4)1/2=- 0.00509,f=0.99二价离子MgSO4 logf+=-0.059 I2×2 (1.0×10-4)1/2=-0.02036, f+=0.95三价离子logf±=-0.059 1 3 ×3 / (1.0 ×10-4) 1/2 =-0.0458, f±=0.90logf±=-0.059 / 4×4 / (1.0×10-)1/ 2=-0.0814, f±=0.83四价离子结论:I一定时,Z越小,越大一→1
19 例2:I=1.0×10-4mol·kg-1 ,计算NaCl溶液,MgSO4溶液 的f±。 解: 一价离子NaCl ㏒f± =-0.059∣1×1∣(1.0×10–4 ) 1/2 = - 0.00509 , f±=0.99 二价离子MgSO4 ㏒f± =-0.059∣2×2∣(1.0×10–4 ) 1/2 = -0.02036, f±=0.95 三价离子 ㏒f± =-0.059∣3×3∣(1.0×10–4 ) 1/2 =-0.0458 , f±=0.90 四价离子 ㏒f± =-0.059∣4×4∣(1.0×10–4 ) 1/ 2= -0.0814, f±=0.83 结论:I一定时,Z越小,f越大→1
例3:分别计算浓度为1.0×10-2mol·kg-1,1.0×10-3mol·kg-1和1.0×10-4mol·kg-1NaCI溶液中Na+,CI-的活度系数及活度。解:I-Z0.5mZi2=0.5X 0.01X12+ 0.5X0.01X 12= 0.01 mol·kglogf±=-0.509 / 1×1 1 ×0.01%=-0.0509..f+=0.89 = f.= fana+= ac.= 0.89 × 0.01= 0.0089同样可得,m=1.0×10-3mol·kg即I=1.0×10-3mol·kg-1时,f+=0.96m=1.0X10-4 mol·kg-1时, I=1.0×10-4 mol·kgl, f+=0.99结果表明,m越稀,I越小,(I=1.0×10-4mol·kg-l),f-→>1
20 例3:分别计算浓度为 1.0×10-2mol·kg-1 ,1.0×10-3 mol·kg-1和1.0×10-4mol·kg-1NaCl溶液中Na+,Cl-的活度系 数及活度。 解:I=Σ0.5miZi2=0.5×0.01×1 2 + 0.5×0.01×1 2 = 0.01 mol·kg-1 logf±= -0.509∣1×1∣×0.01½ = -0.0509 ∴f±= 0.89 = f+ = f - aNa+ = aCl- = 0.89×0.01= 0.0089 同样可得,m=1.0×10-3 mol·kg-1 即I=1.0×10-3 mol·kg-1时,f±=0.96 m=1.0×10-4 mol·kg-1时, I=1.0×10-4 mol·kg-1 ,f±=0.99 结果表明,m越稀,I越小, (I=1.0×10-4 mol·kg-1 ), f→1