强电解质溶液理论简介课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《强电解质溶液理论简介课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电解质 溶液 理论 简介 课件
- 资源描述:
-
1、强电解质溶液理论简介强电解质溶液理论简介平均活度和平均活度系数平均活度和平均活度系数离子强度离子强度强电解质溶液的离子互吸理论强电解质溶液的离子互吸理论Pitzer理论理论强电解质溶液的活度和活度系数强电解质溶液的活度和活度系数理想溶液组分理想溶液组分B化学势的表示式:化学势的表示式:BBB()ln oomTRTm非理想溶液组分非理想溶液组分B B化学势的表示式化学势的表示式BBBB,()ln omomTRTmBB,()lnomTRTaBB,B,mmomam式中式中当溶液很稀,可看作是理想溶液,当溶液很稀,可看作是理想溶液,B,mB,m1,1,则:则:B,1mBB,ommam强电解质溶液的活度
2、和活度系数强电解质溶液的活度和活度系数对强电解质:对强电解质:(1)强电解质几乎完全电离成离子,整体电解质)强电解质几乎完全电离成离子,整体电解质不复存在,其浓度与活度的简单关系不再适用;不复存在,其浓度与活度的简单关系不再适用;(2)与极稀的非电解质溶液可视作理想)与极稀的非电解质溶液可视作理想(稀稀)溶液,溶液,活度系数近似等于活度系数近似等于1不同,对极稀的强电解质溶液,不同,对极稀的强电解质溶液,由于离子间的相互作用,使它比非电解质溶液的由于离子间的相互作用,使它比非电解质溶液的情况复杂得多,此时的活度与理想情况复杂得多,此时的活度与理想(稀稀)溶液的活度溶液的活度仍有一定的偏差。仍有
3、一定的偏差。强电解质溶液的活度和活度系数强电解质溶液的活度和活度系数对任意价型电解质对任意价型电解质+M AMAzzB+BBB()lnoTRTa+()ln()lnooTRTaTRTa()ln()ooRTaa Bln()oRTaa电解质的化学势电解质的化学势正离子的化学势正离子的化学势负离子的化学势负离子的化学势电解质的化学势为所有正、负离子的化学势之和,即电解质的化学势为所有正、负离子的化学势之和,即Baa a比较电解质化学势的表示式,有比较电解质化学势的表示式,有正负离子总是成对出现,单个离子的正负离子总是成对出现,单个离子的a+(-),不易直接测出。不易直接测出。平均活度和平均活度系数平均
4、活度和平均活度系数1+def=()aa a 定义离子平均活度(定义离子平均活度(mean activity of ions)(ln)(ln)(ln)(ln)BooooRTRTaaaTTaRR 在电解质化学势的表示式中,用离子平均活度分在电解质化学势的表示式中,用离子平均活度分别替代正、负离子的活度系数,则可用离子平均活度别替代正、负离子的活度系数,则可用离子平均活度求出电解质的化学势:求出电解质的化学势:类似的,定义类似的,定义1def ()离子平均活度系数(离子平均活度系数(mean activity coefficient of ions)1 def ()mm m离子平均质量摩尔浓度(离子
5、平均质量摩尔浓度(mean molality of ions)omam()ommBaa aa易推导得到如下结果:易推导得到如下结果:例:写出例:写出CuSO4,K2SO4与与Al2(SO4)3离子平均浓度与离子平均浓度与电解质浓度的关系电解质浓度的关系2244+1/:,1,2 CuSOCuSOmmmmmmmm2424+1/31/21/3:2,2,1,3 24NaSONa SOmmmmmmmmmm 2424+31/51/231/5:2,3,2,3,5 23108NaSOAlSOmm mmmmmmmm解:先求平均浓度与电解质浓度的关系解:先求平均浓度与电解质浓度的关系2+1/31/21/31/33
6、,2,1,2,324/0.630 41.201.201.201.73MgCloBmmmmmmmmmmammaa计算计算 m1.20 mol kg-1的的MgCl2水溶液在水溶液在298K时的电解质活时的电解质活度已知度已知 .0.630(1)的实验值的实验值电解质电解质 c/(moldm-3)0.005 0.01 0.03 0.05 0.10 HCl 0.928 0.904 0.874 0.830 0.795 NaCl 0.928 0.904 0.876 0.829 0.789 KOH 0.927 0.901 0.868 0.810 0.759 BaCl2 0.781 0.725 0.659
7、0.556 0.496K2SO4 0.781 0.715 0.642 0.529 0.441MgSO4 0.572 0.471 0.378 0.262 0.195CuSO4 0.560 0.444 0.343 0.230 0.164 的理论计算,的理论计算,离子强度离子强度离子强度离子强度2iii12Im z式中式中mi是溶液中是溶液中i离子的真实质量摩尔浓度,如果是离子的真实质量摩尔浓度,如果是弱电解质则应由其相应的电离度求得;弱电解质则应由其相应的电离度求得;zi是离子的价是离子的价数。离子强度数。离子强度I的量纲与的量纲与m相同。相同。从实验结果看出,影响离子平均活度系数的主从实验结果看
8、出,影响离子平均活度系数的主要因素是电解质的总浓度和离子的价数,而价数的要因素是电解质的总浓度和离子的价数,而价数的影响更显著。影响更显著。据此据此Lewis和和Randall提出了离子强度(提出了离子强度(ionic strength)的概念。溶液的离子强度)的概念。溶液的离子强度I定义为离子浓定义为离子浓度与其价数的平方乘积总和的一半,写作度与其价数的平方乘积总和的一半,写作ILewisLewis经验方程经验方程 对强电解质的稀溶液,对强电解质的稀溶液,LewisLewis进一步确定了进一步确定了平均活度系数的对数与其离子强度的关系符平均活度系数的对数与其离子强度的关系符合如下的经验方程合
9、如下的经验方程lgI常数德拜德拜-休克尔极限定律休克尔极限定律(DebyeHuckels limiting law)德拜德拜-休克尔以强电解质稀溶液中离子间的相互作休克尔以强电解质稀溶液中离子间的相互作用所形成的离子氛为出发点,并运用用所形成的离子氛为出发点,并运用“离子强度离子强度”的的概念,从理论上导出强电解质稀溶液的热力学平均活概念,从理论上导出强电解质稀溶液的热力学平均活度系数与离子强度的关系,成功解释了度系数与离子强度的关系,成功解释了Lewis经验公经验公式。极限定律的常用表示式为:式。极限定律的常用表示式为:lg|A z zI 1(0.01)Imol kg德拜德拜-休克尔极限定律
10、的修正式休克尔极限定律的修正式(1)对于离子半径较大,溶液较浓时,不能将离子)对于离子半径较大,溶液较浓时,不能将离子作为点电荷处理的体系,考虑到离子的直径,可以将作为点电荷处理的体系,考虑到离子的直径,可以将德拜德拜-休克尔极限定律公式修正为:休克尔极限定律公式修正为:|lg1A z zIaB I|lg1/A z zII m$则则式中式中a为离子的平均有效直径,约为为离子的平均有效直径,约为3.5 10-10m,A、B为常数,在为常数,在298 K的水溶液中,的水溶液中,A的数值约为的数值约为0.509(kgmol-1)1/2,B约为约为3.291 10-11(kgmol-1)1/2m-1。
11、|lg1A z zIbIaB I(2)可将极限公式进一步修正为如下半经验)可将极限公式进一步修正为如下半经验公式公式德拜德拜-休克尔极限定律的修正式休克尔极限定律的修正式式中式中b为适合实验曲线的拟合常数。为适合实验曲线的拟合常数。例:用德拜休克尔极限公式计算例:用德拜休克尔极限公式计算298K时时 0.01mol kg-1 的的NaNO3和和 0.001 mol kg-1 的的Mg(NO3)2的混合溶液中的混合溶液中Mg(NO3)2的的平均活度系数。平均活度系数。解:解:22221121 0.01 10.001 20.012 12 0.013 iiiIm zmol kglg 0.509210
12、.0130.1161A z zI 0.765 Debye与与Hckel于于1923年提出了强电解质溶液离子年提出了强电解质溶液离子互吸理论,该理论以静电学和统计力学为基础,互吸理论,该理论以静电学和统计力学为基础,提出了高度简化的离子氛提出了高度简化的离子氛(ionic atmosphere)模型,模型,此模型的中心思想为在强电解极稀溶液中,电解此模型的中心思想为在强电解极稀溶液中,电解质是完全电离的,而电离了的离子由于库仑力的质是完全电离的,而电离了的离子由于库仑力的作用又是互相吸引的。作用又是互相吸引的。离子氛:每一离子周围被相反电荷离子包围,由于离子氛:每一离子周围被相反电荷离子包围,由
13、于离子间的相互作用,使得离子在溶液中不是均匀分离子间的相互作用,使得离子在溶液中不是均匀分布,而是形成了球形对称的离子氛。布,而是形成了球形对称的离子氛。Debye-Hckel离子互吸理论离子互吸理论离离子子氛氛示示意意图图负离子负离子正离子正离子 中心正离子中心正离子中心负离子中心负离子 Debye-Hckel 离子互吸离子互吸理论要点:理论要点:.离子氛的离子分布遵守离子氛的离子分布遵守Boltzmann分布律,电荷密分布律,电荷密度与电位的关系遵守度与电位的关系遵守Poisson公式。公式。.离子是圆球形的,电场为球形对称,离子不极化,离子是圆球形的,电场为球形对称,离子不极化,可视为点
展开阅读全文