Roztwory 

Roztwory 

elektrolitó

elektrolitó

w

w

Elektrolity 

to 

substancje, 

które 

po 

rozpuszczeniu  rozpadają  się  na  jony. 
Wyróżniamy elektrolity mocne i słabe.

Elektrolity  mocne

  to  takie,  które  w 

roztworze  są  całkowicie  zdysocjowane  na 
jony  przy  dowolnym  stężeniu  (stopień 
dysocjacji 

 = 1

).

Elektrolity  słabe

  to  takie,  które  w 

roztworze  są  częściowo  zdysocjowane  na 
jony  ( 

  <  1

),  a  stopień  dysocjacji  maleje 

wraz ze wzrostem stężenia. Gdy roztwór jest 
nieskończenie  rozcieńczony  (stężenie  dąży 
do 0) stopień dysocjacji dąży do jedności.

Własności roztworów 

elektrolitów

Wszystkie  roztwory  elektrolitów, 
nawet 

bardzo 

rozcieńczone 

wykazują odchylenia od zachowania 
doskonałego. 

Przyczyny :

•

Oddziaływania jonów z cząsteczkami 
rozpuszczalnika (solwatacja)

•

Oddziaływania jonów nawzajem ze 
sobą (powstawanie atmosfery jonowej)
W obydwu przypadkach oddziaływania 
te są o charakterze elektrostatycznym 
(kulombowskim).

Aktywność i stan standardowy, gdy skład 

wyrażony jest przez stężenie molalne (w 

mol/kg) (przypomnienie)

m

m

m

m

c

a

          

c

a

RT



















ln

Potencjał chemiczny składnika 
rozpuszczonego wyraża się wzorem :

c

m2

roztwór 

rzeczywisty

hipotetyczny stan 

standardowy

roztwór idealnie 

rozcieńczony

0

1

a

2

Aktywność i stan standardowy, gdy skład 

wyrażony jest przez stężenie molalne (w 

mol/kg)

 

(przypomnienie)

Dla uproszczenia zapisu nie uwzględniamy stężenia 
standardowego w zapisie wzoru na potencjał 
chemiczny. Należy pamiętać, że wartość aktywności 
(stężenia) wprowadzamy jako bezwymiarową.

Potencjał chemiczny całego elektrolitu wyrażamy jako 
:

m

m

c

RT

a

RT























ln

ln

Załóżmy, że elektrolit mocny dysocjuje jak 
następuje :

























z

z

A

K

A

K

Potencjał chemiczny elektrolitu wyrażamy jako 
sumę potencjałów chemicznych anionów i 
kationów.

Potencjał chemiczny jonu wyrażamy analogicznie 
jak całego elektrolitu.























i

,

m

i

i

i

i

,

m

i

i

m,

i

,

m

i

i

c

ln

RT

c

a

   

a

ln

RT















































































,

,

ln

ln

ln

m

m

m

a

RT

a

RT

a

RT



























































































,

,

,

,

ln

ln

m

m

m

m

m

m

a

a

a

a

a

RT

a

RT

Ponieważ nie można sporządzić roztworu 
jednego rodzaju jonów (kationów bądź 
anionów) – roztwór musi być zawsze 
elektroobojętny, 

nie można nigdy w sposób doświadczalny 
zbadać i zmierzyć aktywności pojedynczego 
jonu. Dlatego wprowadzono 

średnią 

aktywność jonową

.

z

z

 





 



























,

,

m

m

m

a

a

a

a















średni jonowy współczynnik 

aktywności 

średnie stężenie jonowe

 













,

m

c

a



 



































,

m

,

m

m

c

c

c

 

































  

c

c

c

,

m

,

m





















Solwatacja jonów

Solwatacja  jonu  to  samorzutne  otaczanie 
jonu  przez  cząsteczki  rozpuszczalnika  w 
wyniku  oddziaływań  jon  –  dipol,  przy  czym 
dipol 

elektryczny 

cząsteczki 

rozpuszczalnika 

może 

być 

stały 

lub 

wyindukowany. 

+

▬

 

pierwotna warstwa 
hydratacyjna - 
ściśle 
uporządkowana 
warstwa dipoli 
wody, trwale 
związanych z 
jonem 

= 6

wtórna warstwa 
hydratacyjna - 
warstwa  wody o 
częściowo 
uporządkowanej 
strukturze 

 = 32

+

Hydratacja 

(solwatacja w 

wodzie)

niezakłócona 
struktura wody 

 = 

78

Założenia :

•

Jony traktujemy jako punkty materialne

•

Rozpuszczalnik oddziaływuje na jony tylko 
poprzez swoją stała dielektryczną 
(pomijamy sowatację)

•

Jony w polu elektrycznym jonu centralnego 
podlegają rozkładowi Boltzmanna

Teoria roztworów mocnych 

elektrolitów Debye’a-

Hückla

jon w 

roztworze 

idealnie 

rozcieńczony

m

jon w 
roztworze 
rzeczywisty
m

z

i

e

z

i

e

- z

i

e

+ 
z

i

e

0

0

roztwór 

idealnie 

rozcieńczony

roztwór 

rzeczywist

y

proces 

nieodwraca

lny

w

1

w

2

w = 0

proces 

odwracaln

y

proces 

odwracal

ny

proces 
odwracal
ny

Schemat cyklu termodynamicznego 

do obliczenia współczynnika 

aktywności jonu

 

Rozkład jonów wokół jonu 

centralnego

 

Atmosfera  jonowa

  to  przestrzenna 

chmura  ładunku  o  symetrii  sferycznej  i 
znaku 

przeciwnym 

do 

znaku 

jonu 

centralnego,  o  wartości  bezwzględnej 
ładunku  równej  wartości  bezwzględnej 
ładunku jonu centralnego.

+

-

-

+

atmosfery

jonu

q

q





Graniczne prawo Debye’a-Hückla

Dla wody w temperaturze 25°C 

A = 

0,5093

Średni jonowy współczynnik aktywności

I

A

z

z















lg

Rozszerzone prawo 

Debye’a-Hückla

2

i

i

i

I

lg

Az

C I

1 B r I

 

 

 

Prawo Debye’a-Hückla z 

uwzględnieniem solwatacji

Słuszne zwykle dla siły jonowej 

I ≤ 0,3

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

0,05

0

0,5

1

1,5

2

2,5

I

1/2

log



zależność 

rzeczywista

rozszerzone prawo 

Debye'a-Hückla z 

uwzględnieniem 

solwatacji

rozszerzone prawo 

Debye'a-Hückla

graniczne 

prawo 

Debye'a-

Hückla

Zależność współczynników aktywności 

od siły jonowej