329 [1024x768]

ELEKTROCHEMIA

bezładnego rozmieszczenia jonów. Debye i Hiickel, w oparciu o model chmury jonowej i przy uwzględnieniu jedynie oddziaływań elektrostatycznych pomiędzy jonami (a więc zaniedbując oddziaływanie pomiędzy jonami a cząsteczkami rozpuszczalnika), dowiedli, że średni współczynnik aktywności y± elektrolitu, dysocjującego na jony o wartościowościach r+ i z., wyraża się za pomocą równania:

logy, - —0,5091 |r+ • z-| • \fT

GRANICZNI:

(5.37)

PRAWO

Debye'a*

-HCckela

Równanie to zwane granicznym prawem Debye'a-Hiickela, umożliwia obliczenie średnich współczynników aktywności elektrolitów w roztworach o stężeniach nie wyższych od 0,01 M. Może ono być także wykorzystane do obliczenia współczynników aktywności poszczególnych jonów; jeżeli w miejsce iloczynu wartościowości wstawić kwadrat wartościowości danego jonu, np. z\.

Przykład

Obliczyć średnie współczynniki aktywności NaCI, CaClj i AIClj, znajdujących się we wspólnym roztworze o stężeniach: Na Cl (0,00$ M). CaCI ,(0.005 M) i AICU0.005 M).

Siła jonowa tego roztworu wynosi (5.36):

1 = y(|Na*|- l^ł+lCa’^,|-2^,+ |AI*^,|-3^,+ |a-|- 1^J)

/ - i (0,005 +0,005- 4 + 0.005 • 9+0,030' I) - 0,050

/T- ^OflŚO - 0.2236

Współczynniki aktywności wynoszą:

NaCI : log y± ■ -0,5091 (1-|-1|)-0.2236 - -0.1137 * 1,8863 y± - 0,770

CaCl, :logy* - -0,5091(2-1-1|)-0,2236 - -0.2274 - 1,7726 y± - 0.593

Ala, : log y± - -0,509l(3 |-1|) 0,2236 - -0,3411 =1,6589 y± - 0,4541

Teoria współczynników aktywności DebyeVHflckela

Ścisłe wyprowadzenie, podanego przez Debye’a i Hiickela, równania (5.37) jest dość żmudne; jednakże ze względu na istotę zastosowanej metody, prześledzimy ten tok rozumowania, chociaż w nieco uproszczonej wersji.