328 [1024x768]

AKTYWNOŚĆ ELEKTROLITÓW 337

Pomiary średnich współczynników aktywności elektrolitów wykazały, że ich wartości zależą nie tylko od stężenia danego elektrolitu, ale, co ważniejsze, od stężenia wszystkich pozostałych jonów w roztworze. Dla uwzględnienia tego faktu, Lewis i Randall (1916), wprowadzili pojęcie tzw. siły jonowej roztworu /, zdefiniowanej za pomocą równania:

(5.36)

Siła jonowa roztworu

w którym: c, oraz z_t oznaczają stężenie oraz wartościowość /-ego jonu (i).

Tak określona siła jonowa roztworu elektrolitu uzyskała później (1923) teoretyczne uzasadnienie w teorii mocnych elektrolitów Debye’a-HOckela i okazała się rzeczywistą miarą oddziaływania jonów danego elektrolitu z pozostałymi jonami roztworu. Celowość posługiwania się siłą jonową roztworu unaoczniła się jeszcze bardziej po stwierdzeniu, że

w roztworach rozcieńczonych,    współczynniki aktywności    mocnych

danego elektrolitu są takie same we wszystkich roztworach    elektrolitów

.....    Debył a-

o tej samej sile jonowej.    -Hcckela

Należy ponadto zwrócić uwagę na fakt, że współczynniki aktywności poszczególnych jonów są, jak dotąd, wielkościami obliczeniowymi. Z pomiarów współczynników aktywności otrzymuje się średnią aktywność danego elektrolitu.

Przykład

Obliczyć siłę jonową a) roztworu NaCI o stężeniu 0,1 M oraz b) roztworu zawierającego w 1 dm^J 0,1 mola NaCI oraz 0,2 mola Na₂SO«.

* , 1

a)    /- — (|Na*M^J + ICI~]-1*) = - (0,1+0,1) - 0,1 mol dm"*

b)    / = — (|Na*l- l^a+(d-M*+|SOi-l-2*) - ^ (0,5+0,1+0,8) « 0,7 mol dm"*

Teoretycznego obliczenia współczynników aktywności dokonali w roku 1923 Debye i Huckel. Obliczenia swoje oparli na tzw. modelu chmury jonowej, który znalazł szerokie zastosowanie w późniejszych teoriach roztworów elektrolitów i ich właściwości.    Model

W modelu chmury jonowej zakłada się, że dowolny jon roztworu elektroli-tu, zwany jonem centralnym, otacza się chmurą jonów, której wypadkowy ładunek jest równy co do wielkości ładunkowi jonu centralnego ale ma przeciwny znak. Temu porządkującemu działaniu pola elektrycznego, pochodzącego od jonu centralnego, przeciwdziała ruch cieplny dążący do równomiernego,

22 Chemia fizyczna dla przyrodników