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解析离子强度的概念

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:为此,又提出了离子强度I的概念。离子强度I反映了离子间作用力的强弱,I值越大,离子间的作用力越大,活度系数就越小;反之,I值越小,离子间的作用力越小,活度系数就越大。值得注意的是,只有离子浓度才能用来计算离子强度。比如0.10 mol·kg-1 HgCl2溶液,离子强度并不是0.3 mol·kg-1,因为HgCl2在水溶液中几乎完全处于未解离状态,因此,离子强度实际上趋于零。

解析离子强度的概念

在强电解溶液中,由于离子受到带相反电荷的离子氛的影响(或牵制),使离子不论是在导电性能或者是依数性的作用等方面都不能充分发挥其“理想”作用,表观上相当于离子数目的减少,我们把电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为“有效浓度”,有效浓度显然低于溶液原有的实际浓度。这种有效浓度就是活度,用符号α表示。活动系数(在通常情况下γ<1)是溶液中离子间作用力的反映,其值显然与溶液中所有离子的浓度和所带的电荷(即相应的价态)有关。为此,又提出了离子强度(ionic strength)I的概念。其定义为

式中,mi和zi分别为溶液中第i种离子的质量摩尔浓度和该离子的电荷数;I的单位为mol·kg-1

离子强度I反映了离子间作用力的强弱,I值越大,离子间的作用力越大,活度系数就越小;反之,I值越小,离子间的作用力越小,活度系数就越大。(www.xing528.com)

例4.1 计算:(1)0.10 mol·kg-1 NaNO3溶液;(2)0.10 mol·kg-1 Na2 SO4溶液和(3)0.020 mol·kg-1 KBr+0.030 mol·kg-1 ZnSO4溶液的离子强度。

值得注意的是,只有离子浓度才能用来计算离子强度。比如0.10 mol·kg-1 HgCl2溶液,离子强度并不是0.3 mol·kg-1,因为HgCl2在水溶液中几乎完全处于未解离状态(即以中性分子HgCl2存在),因此,离子强度实际上趋于零。类似地,0.05 mol·kg-1 HAc溶液,离子强度仅约0.000 5 mol·kg-1,因HAc在溶液中只有约1% HAc解离成离子。

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