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5.4强电解质溶液理论

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强电解质溶液理论简介

强电解质溶液理论简介
的计算公式，称为 Debye Huckel 极限定律。
lg i Azi2 I
式中 zi 是 i 离子的电荷，I 是离子强度，A 是与温
度、溶剂有关的常数，水溶液的 A 值有表可查。
由于单个离子的活度因子无法用实验测定来加以 验证，这个公式用处不大。
Debye Huckel 极限定律的常用表达式
Debye Huckel Onsager 电导理论
Debye Huckel Onsager 电导公式
考虑弛豫和电泳两种效应，推算出某一浓度时 电解质的摩尔电导率与无限稀释时的摩尔电导率之 间差值的定量计算公式，称为 Debye Huckel Onsager 电导公式：
Λm Λm ( p qΛm) c
lg
A | z z 1 径，约为 3.51010 m
B 是与温度、溶剂有关的常数，在298 K的水溶
液中，
B
0.32911010
(mol
kg
1
)
1 2
m 1
aB 1(molkg1)12
则
lg
A| 1
z z | I /m
I
Debye Huckel Onsager 电导理论
弛豫效应（relaxation effect） 由于每个离子周围都有一个 离子氛，在外电场作用下，正负 离子作逆向迁移，原来的离子氛 要拆散，新离子氛需建立，这里 有一个时间差，称为弛豫时间。
在弛豫时间里，离子氛会变得不对称，对中心 离子的移动产生阻力，称为弛豫力。这力使离子迁 移速率下降，从而使摩尔电导率降低。
i 实验 计算
Tb kb mB
Tf kf mB
P B cB RT
Tb i kb mB Tf i kf mB

第5节 强电解质溶液理论简介

第5节 强电解质溶液理论简介

二、德拜-休克尔极限定律的常用表示式
lg A | z z | I
这个公式只适用于强电解质的稀溶液、 离子可以作为点电荷处理的体系。式中γ±为离 子平均活度系数，从这个公式得到的γ±为理论 计算值。用电动势法可以测定γ±的实验值，用 来检验理论计算值的适用范围。
应用德拜-休克尔极限公式计算25 ℃ 时0.002 mol·kg-1 CaCl2溶液中γ(Ca2+)、 γ(Cl-)和γ± 。
§7.5 强电解质溶液理论简介
一、离子氛模型及德拜-尤格尔极限公式 1、离子氛（ionic atmosphere）
这是德拜-休克尔理论中的一个重要概 念。他们认为在溶液中，每一个离子都被反 号离子所包围，由于正、负离子相互作用， 使离子的分布不均匀。
若中心离子取正离子，周围有较多的负离 子，部分电荷相互抵消，但余下的电荷在 距中心离子 r 处形成一个球形的负离子氛； 反之亦然。一个离子既可为中心离子，又 是另一离子氛中的一员。
解：该溶液中的离子强度为：
I 1 (0.002 22 0.002 212 ) 2
0.006 mol kg1 根据德拜-休克尔定律：
பைடு நூலகம்
lg r Az z I 0.509 21 0.006 0.0789
r 0.8340
lg r(Ca2 ) Az2 I 0.509 22 0.006 0.1577 r(Ca 2 ) 0.6955 lg r(Cl ) Az2 I 0.50912 0.006 0.0394 r(Ca 2 ) 0.9132
2、德拜-休克尔极限定律
德拜-休克尔根据离子氛的概念，并引入若 干假定，推导出强电解质稀溶液中离子活度系数 γi的计算公式，称为德拜-休克尔极限定律。

酸碱理论

酸碱理论
] Ka [HAc]
5 1.75 10 0.10 [HAc] [H 3O ] Ka 0.10 [Ac ]
1.75 105 (mol L1 )
25
[H ] 1.75 10-5 α c(HAc) 0.10
=1.75×10-4 = 0.0175% 0.100 mol· L-1 HAc溶液α=1.32%， [H+]= 1.32×10-3 mol· L-1。由于同离子效应，[H+]和 HAc的解离度降低为原来的1/75。 可见，同离子效应影响显著，实际计算中 不能忽略其影响。
3．掌握同离子效应和盐效应的概念；
一、强电解质和解离度
强电解质 可溶性电解质 电解质 难溶性电解质 说明:电解质的强弱与溶剂有关(一般 以水作溶剂)。
3
弱电解质
强电解质(strong electrolyte)：在水溶液中 能完全解离成离子的化合物。 特点：强电质的解离是不可逆的，不存 在解离平衡，在水溶液中全部以离子状态存 在；导电性强。包括离子型化合物 (如NaCl、 KCl)和强极性键化合物(如HCl)。 例如： NaCl HCl Na+ + ClH+ + Cl（离子型化合物）
36
H3 H2 O
[Al(H2O)6]3+
O+
(二)酸碱共轭关系 1.酸中有碱，碱可变酸；
+ NH4
H+ + NH3
酸
碱
NH4+是NH3的共轭酸(conjugate acid) NH3 是NH4+的共轭碱(conjugate base)
2. 共轭酸碱对只相差一个H+;
例如:H2CO3 与CO32-非共轭关系

强电解质溶液理论简介

强电解质溶液理论简介
B,m 1
当溶液很稀，可看作是理想溶液，B,m1,则：
aB,m
mB mo
强电解质溶液的活度和活度系数
对强电解质：
（1）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；
（2）与极稀的非电解质溶液可视作理想(稀)溶液， 活度系数近似等于1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 情况复杂得多，此时的活度与理想(稀)溶液的活度 仍有一定的偏差。
• 离子氛：每一离子周围被相反电荷离子包围，由于 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。
离 子 氛 示 意 图
负离子
正离子
中心正离子 中心负离子
Debye-Hückel 离子互吸理论要点：
ⅰ.离子氛的离子分布遵守Boltzmann分布律，电荷密 度与电位的关系遵守Poisson公式。
8kTa
kT 2e2Lsln
1
I
化简得：
ln j
Azj2 1 Ba
I I
其中：
B
2e2 Ls ln
e2 A
2e2Lsln
kT
8kT kT
采用平均活度系数时
ln
Az z 1 Ba
I I
对于水溶液： A0.509 mol1kg1/2 B0.3291010 mol1kg1/2m1
当溶液极稀时，Ba I 1 可得Debye－Hückel极限公式
B (o RTlna)(o RTlna) (o RTlna)(o RTlna)
类似的，定义
离子平均活度系数（mean activity coefficient of ions）
def

物理化学中的电解质溶液理论

物理化学中的电解质溶液理论

物理化学中的电解质溶液理论电解质溶液理论是物理化学中的一个重要分支，在化学和生物化学领域中有着广泛的应用。

它主要研究电解质溶液中的离子、溶剂和溶液中的现象及其相互关系。

电解质溶液理论包括电离平衡、电导率、溶解热、渗透压、溶解度、活度系数等多个方面，涉及数学、化学和物理等多个学科知识。

1.电离平衡在电解质溶液理论中，电离平衡是非常重要的概念。

电离平衡指的是电解质在水中溶解时，电离成离子的平衡状态，通俗地说，就是离子和未离子的相对浓度保持不变的状态。

其中，离子浓度与本身浓度和电离程度有关，未电离部分的浓度则由溶解度决定。

电离平衡的两个特征是平衡常数和解离度。

平衡常数指的是在电解质溶液中，电离反应的反应速率相等时，浓度比例的平衡常数。

解离度是指溶液中一个电解质所能释放的带电粒子的数量。

2.电导率电导率是电解质溶液中电流通过的能力的物理性质。

在电解质溶液中，离子作为带电粒子，能够与电场发生作用，使电流通过。

电导率是指单位距离内所包含的电解质中离子数与电流比例的倒数。

电导率随着温度的变化而变化，一般来说，温度越高电导率越高。

3.溶解热和焓在电解质溶液中，溶解热是一个重要的物理化学概念。

溶解热是指让一个电解质固体溶解在水中所需的热量。

在溶解过程中，离子与离子之间相互作用会发生变化，当离子中的分子与溶剂中的分子之间相互作用能量足够大时，这种相互作用便会破坏把固体形态的离子转化为水溶液形态。

4.渗透压电解质溶液中的渗透压是指浓度梯度下流体的渗透行为，其大小取决于溶液中的溶质浓度和温度。

人体内的细胞，需要维持一定的细胞内环境平衡，而渗透压是影响细胞的一大因素。

如果渗透压梯度过大，代谢的正常运转就会受到影响。

5.溶解度和活度系数溶解度是指在一定温度下，溶液中能溶解的物质的最大量。

在电解质溶液中，溶解度是根据离解平衡的比例来计算的。

活度系数指的是在溶液中，一定浓度的溶质实际浓度与理论预期浓度的比值，它的大小是对离子化程度的度量。

强电解质溶液理论

强电解质溶液理论

ln γ B = Az I
2 B
由于单个离子的活度系数无法直接测定，故德拜-休克 由于单个离子的活度系数无法直接测定， 德拜尔极限定律的常用表示式为
ln γ ± = AZ + Z
I
注意：这个公式只适用于强电解质的稀溶液，以及离子可 注意：这个公式只适用于强电解质的稀溶液， 以作为点电荷处理的体系。 以作为点电荷处理的体系。
路易斯根据实验事实， 进一步总结出稀溶液范围内活 路易斯根据实验事实 ， 度系数和离子强度之间的经验关系式
ln γ ± = 常数 I
上面两式仅适用于离子强度小于0.01mol Kg-1的稀溶液。 的稀溶液。 上面两式仅适用于离子强度小于
三、德拜-休克尔极限定律 德拜 休克尔极限定律
德拜-休克尔根据电解质溶液中离子之间相互静电作用 德拜 休克尔根据电解质溶液中离子之间相互静电作用 的理论模型，并引入若干假定， 的理论模型，并引入若干假定，稀溶液中离子活度系数 的 计算公式，称为德拜 休克尔极限定律 计算公式，称为德拜-休克尔极限定律
+
+
+
+ +
+
+
-
+
第四节 溶液中电解质的活度和活度系数
一、强电解质的平均活度和平均活度系数
强电解质溶液与非电解质溶液比较，有两点显著不同： 强电解质溶液与非电解质溶液比较，有两点显著不同： (1) 非理想性 由于质点相互作用，使其性质大大偏离理想溶 由于质点相互作用， 液性质，必须以活度a代替浓度 其化学势： 代替浓度， 液性质，必须以活度 代替浓度，其化学势：
因此， 因此，对于任意强电解质 Mν Aν
+
ν - 1/ν

第7讲 电化学

第7讲 电化学

,H 2O m
2 2

cH 2 O
,H O cH O 548.42 104 104 5.48 106 S m 1 m
水质好坏的判别标准
第八章 电化学
2，水视为弱电解质
H2O（溶剂） H2O（溶剂） H＋ OH－
查表： 298K
,H 349.82 104 S m 2 mol1 , ,OH 198.6 104 S m 2 mol1 m m
强电解质溶液
(1) m 1/ c (2)稀溶液： m与 c呈线性关系 (3)Kohlrausch(柯尔劳施）公式： m 1 c m


摩尔电导率
lim m m
c 0
弱电解质溶液
(1) m 1/ c
极限摩尔电导率 经验常数
298K时一些电解质在水溶液 中的摩尔电导率与浓度的关系
与强电解质情况不同
(2)稀溶液、浓溶液： m与 c呈线性关系
(3)Kohlrausch(柯尔劳施）公式： m 1 c m


第八章 电化学
m
c 0 m m
极限摩尔电导率、无限稀释摩尔电导率、无限稀薄摩尔电导率
的求得 m
强电解质溶液的 m
－ ＋ －e ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
＋
— ＋ ＋ e － － － － － － － － －
e －
－
电解质溶液
电解质溶液的导电机理示意图
＋e
第八章 电化学
（1）离子在电场作用下的定向迁移－－离子的电迁移 离子的迁移速度
影响因素 1，离子的本性－－离子大小，所带电荷的多少 离子越小，移动速度越快 电荷越多，移动速度越快

物理化学中的电解质溶液理论

物理化学中的电解质溶液理论

物理化学中的电解质溶液理论电解质溶液是指在水或其他溶剂中，化学反应中不完全溶解的化合物，也称为弱电解质。

溶液中的化合物电离成正离子和负离子，因此具有电导性和电化学特性。

在物理化学领域，电解质溶液理论是研究电解质分子和离子在溶液中行为的重要基础。

电解质溶液的基本特性电解质溶液的性质取决于物种的浓度和成分，其中最重要的特征是电离度。

电离度指的是化合物分子在溶液中变为正离子和负离子的度量，通常用β表示。

在一个离子稀释度很高的溶液中，溶解度小的离子分子通常被认为具有完全电离。

但是，在高浓度下，电离度会像理想的电解质那样，显著降低。

这类似于质量作用的逆变化。

对于非理想性溶液，电离度通常用Debye-Hückel理论来解释。

这个理论基于溶液中电荷的相互作用和远距离效应。

Debye-Hückel理论Debye-Hückel理论是20世纪早期开发的一种描述准简笔化电解质溶液的理论，通常应用于低浓度溶液。

它基于溶液中离子和分子的相互作用，并构建了电离的自由能与密度的关系。

这个理论是基于1941年出版的书Quantum Chemistry的量子化学理论，与20世纪60年代开发的量子电荷动力学方法是相似的。

Debye-Hückel理论表明，在弱电解质含量较低时，离子与分子之间的相互作用可以在溶液中造成离子的不同电荷分离，使得电离度大大降低。

因此，在低浓度时，电离度接近完全，而在高浓度时，离子的电离度则随着浓度的增加而降低。

此外，该理论涉及到溶液组成和温度的影响，以及离子速度和电导率等物理化学参数。

普朗克-巴西娅-克朗门–方程普朗克-巴西娅-克朗门–方程描述了电解质溶液的离子时空动态行为，这对于研究电离度、离子传输速率、热力学属性和光谱学是至关重要的。

该方程基于三个主要假设：离子在溶液中是相对自由的、电力线是均匀的和场量子论基础可以用来描述离子的行为。

普朗克-巴西娅-克朗门–方程是以下方程的组合：∇^2ψi(r,t)= −(zi/eϵr)+ (D/RT) ∑j≠i(ci,cj) zi(F(r)−F(r))/(rij),其中︰ψi是带电离子i在时间t的电势;∇^2是Laplace算子；zi是离子i的电荷;e是元电荷（即最小电荷单元）;ϵ是相对介电常数的电容率;r是位置向量;D是离子扩散系数;c是离子浓度以及热力学条件的一部分;R是普朗克常数，T是温度;F(r)是离子在时间t的处于r的离子荷场能;rij是i到j的距离。

强电解质溶液理论简介

强电解质溶液理论简介

o
)
RT
ln(a
a
)
Bo
RT
ln(a
a
)
比较电解质化学势的表示式，有 aB a a
平均活度和平均活度系数
正负离子总是成对出现，单个离子的a+(-),不易直接测出。 定义离子平均活度（mean activity of ions）
a def (a a )1
=+
在电解质化学势的表示式中，用离子平均活度分
德拜-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“离子强度”的 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Lewis经验公 式。极限定律的常用表示式为：
lg A | z z | I (I 0.01 mol kg1)
德拜-休克尔极限定律的修正式
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：
B
(
o
RT
ln a ) (o
RT
ln a )
(
o
RT
ln
a
)
(
o
RT
ln a )
类似的，定义
离子平均活度系数（mean activity coefficient of ions）
def ( )1
m
m
m
1/
m
+ 2
Na2SO4 : mNa 2m, mSO42 m, + 2, 1, + 3
m
m
m
1/
2m
2
m
1/
3
41/3 m
Al2 SO4 3 :

第六章电解质

第六章电解质
16
二、酸碱在水溶液中的质子转移平衡 （一）弱酸、弱碱的质子转移平衡
1．一元弱酸、弱碱在水中的质子转移平衡
H+ HB + H2O
H3O+ + B-
Ka

[H3O ][B- ] [HB]
K aΘ— 弱酸的质子转移平衡常数
17
弱碱的质子转移平衡常数KbΘ
H+
NH3 + H2O
NH4+ + OH-
9
(3) I与 的关系 — Debye-Hückel公式(了解)
c < 0.01mol·L-1 lg A | z z | I
298K时， A = 0.509
lg 0.509 | z z | I
10
第二节 酸碱质子理论
二、Brønsted质子理论
1.定义 凡是能给出质子的物质都是酸，
HCO3- + H2O
H3O+ + CO32-
K
a2

[H3O ][CO32 ] [HCO3 ]

5.611011
[CO32 ] 5.611011
[OH
]

Kw [H3O
]

1.00 1014 1.3110 4
7.631011(mol L1)
31
四.两性物质溶液（不要求） 1.分类 (1)两性阴离子溶液:
一、水的质子自递平衡和水溶液的pH值 1．水的质子自递平衡
H+
H2O + H2O
H3O+ + OH-
K [H3O+ ][OH-] [H2O][H2O]
K
w

电解质溶液理论

电解质溶液理论
浅谈电解质溶液理论
徐亮 20910026 化学工程
电解质溶液 主要理论
离子互吸 电离理论 理论
水化作用 理论
瑞典化学家阿累尼乌斯电离学说
1887年阿累尼乌斯 1887年阿累尼乌斯(Arrhenius)提出了部分 年阿累尼乌斯(Arrhenius)提出了部分 电离学说： 电离学说： 1、在水溶液中，溶质分为电解质和非电解质 在水溶液中， 2、电解质分子在水中可程度不同的离解，成 电解质分子在水中可程度不同的离解， 为电荷不同的离子 3、根据解离程度不同，可把电解质分为强电 根据解离程度不同， 解质和弱电解质
从微观结构看，溶液中的所有离子都处于不停的热运动之 从微观结构看， 在热运动作用下，离子趋向于均匀分布。而阳、 中。在热运动作用下，离子趋向于均匀分布。而阳、阴离子间 的异性相吸、同性相斥的静电作用则使它们按一定的规则排列。 若在体系中选择任意一个离子为参考离子( 的异性相吸、同性相斥的静电作用则使它们按一定的规则排列。 若在体系中选择任意一个离子为参考离子(称为中 心离子) 心离子) 假设中心离子是阳离子，静电作用使阴离子靠近中心离子， ，假设中心离子是阳离子，静电作用使阴离子靠近中心离子， 其它阳离子将远离中心离子，而离子的热运动又促使离子在溶 其它阳离子将远离中心离子， 液中均匀分布。 液中均匀分布。 只有溶液很稀时，离子间的距离很远， 只有溶液很稀时，离子间的距离很远，静电力才小于热运 动作用力。由于中心离子对阳离子的排斥和对阴离子的吸引， 动作用力。由于中心离子对阳离子的排斥和对阴离子的吸引， 平均统计地看，距中心离子越近，阳离子出现的概率越小， 平均统计地看，距中心离子越近，阳离子出现的概率越小，阴 离子出现的概率越大，中心离子周围总的效果好象是被一层符 离子出现的概率越大， 号相反，大小相等的电荷包围着。 号相反，大小相等的电荷包围着。这层电荷所构成的球壳称为 离子氛或离子云， 离子氛或离子云，

无机化学-强电解质溶液

无机化学-强电解质溶液
在实际接触的计算中，近似认 1） 溶液的浓度: 浓度大，活度 a 偏离浓度 c 越远，f 越小； 浓度小，a 和 c 越接近，f 越接近于 1。 2） 离子的电荷: 电荷高，离子氛作用大，a 和 c 偏离大， f 小。 电荷低，离子氛作用小，a 和 c 接近，f 接近于 1。
稀溶液中，f < 1； 极稀溶液中， f 接近1，活度近似等于浓度
实际粒子数是N的倍数 1.92 1.94 1.97 1.98 1.99
怎么解离？ 解离的是否彻底？
（二）活度和活度系数 电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为有效浓度或活度。 浓度（c）与活度的关系为：
=fc
f 为活度系数，离子自身电荷越高，溶液的离子强度越 高，f 越小；
用 f 修正后, 得到活度 a , 它能更真实地体现溶液的行为
§1 电解质溶液理论和酸碱理论
一、强电解质溶液理论
❖ 在 1dm3 浓度为 0.1mol•dm-3 的蔗糖溶液中，能独立 发挥作用的溶质的粒子数目是 0.1mol 个。
❖ 强电解质 KCl
[KCl]/ mol•dm-3 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
N (KCl个数)
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001

理论电化学电解质溶液理论

理论电化学电解质溶液理论
第一章 电解质溶液理论
❖ 导电体根据导电载流子不同，分为两类： 第一类导体：导电载流子为电子或空穴的导体 第二类导体：导电载流子为正负离子的导体
❖ 电解质就是以离子作为载流子的导电体系，属于第二类导体。 ❖ 当电化学体系中，正是由于第一类导体和第二类导体的接触面上发生
电荷传递时伴随有化学反应，从而产生电化学现象。 ❖ 电解质是构成电化学体系、实现电化学反应必不可少的物质。电解质
偶极子间的相互作用的势能
1.1分子间的力
4.色散力：中性分子或离子具有瞬间的周期变化的偶极距，伴随 这种周期性变化的偶极距有一同步的电场，它使邻近的分子极 化，两者异极相邻，产生净的吸引力，色散力就是在这样的反 变作用力下产生的。特点：近程且有加和性。
5.静电作用力形成的氢键。形成氢键的物质只限于电负性很强的 原子，如O、F、N。氢键的存在不形成新的物质，但是会明显 影响物质的性质。
❖ 因此从发现电化学现象一开始，人们就致力于电解质溶液的研究和理 论的建立。
❖ 对电解质溶液的研究包括两个方面： 一.为什么电解质可以导电？为什么离解，怎样离解？ 二.描述电解质性质有哪些参数？什么因素可以影响到电解质的性质？
第一章 电解质溶液理论
第一章 电解质溶液理论
❖ 静态性质： 没有外加电场情况下电解质的性质。包括：活度、电离度、凝固点、
第一章 电解质溶液理论
1.1分子间的力
❖ 我们可以把溶液中的各种粒子归纳为一个广义的分子； ❖ 如果这个粒子的正电荷负电荷数大少相等，电荷中心重合，那么就是
电中性的，这就一个中性且没有极性的分子。
❖ 如果粒子的正负电荷相等，但中心不重合，那么这个粒子就是带有极 性的分子即一个偶极子；
＋－
❖ 如果这个粒子的正负电荷不相等，就是一个离子。

电解质溶液理论和实验研究

电解质溶液理论和实验研究

电解质溶液理论和实验研究
电解质溶液是指含有游离离子的溶液，它们能够通过溶剂分子之间的电磁相互
作用和游离离子之间的静电作用而形成。

电解质溶液的研究涉及多种领域，包括物理学、化学、生物学等，对于电解质的电导率、浓度、温度等重要参数的测量和理解，具有重要的理论和实践应用价值。

电解质溶液理论方面，最基本的是电解质离子的动力学反应，包括离子散射、
化学反应、跟踪分子技术等。

其中离子散射研究是用来测定离子大小及其运动性质的一种方法。

光散射、中性子散射等技术可以得到离子动力学反应的基本信息。

简单来说，它可以从数据中推断出离子粒子的体积，形状和运动速率。

另外，也有很多电化学理论模型，如德拜广域离子流体动力学模型、线性响应近似、稀溶液中离子间相互作用的理论等。

电解质溶液的实验研究直接关注离子的浓度、溶液温度和电导率等性质的测量。

首先需要确定离子的组成和浓度，这可以用光谱分析、质谱分析、原子吸收光谱等方法。

其次，该溶液的电导率也可通过计算机模拟离子在水溶液中的运动来获得。

适当的电化学电导率理论模型可以帮助我们理解离子溶液的物理化学性质并预测其电导率。

除了基本理论和实验分析，电解质溶液也影响到了我们的日常生活。

例如，软
饮料制备中的矿泉水就是含有电解质的水溶液，并且作为传递电信号的体液中的离子也是电解质溶液的本质成分。

此外，电解质溶液也是重要的工业生产和科学研究领域。

总之，电解质溶液理论和实验研究对我们的生活和科技发展都发挥着重要的作用。

我们需要继续深入探索电解质溶液的各种理论和实验方法来加深我们对这些化学基础知识的理解和应用。

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第四节 强电解质溶液中电解质的活度和 活度系数

一、溶液中的活度和活度系数
强电解质溶液与非电解质溶液比较，有两点显著不同：
(1) 非理想性 由于质点相互作用，使其性质大大偏离理想溶 液性质，必须以活度a代替浓度，其化学势：
=(T)+RT ln a
(2) 完全解离性 溶液中实际是以正负离子形成存在（不是分 子状态存在），因此化学势
1 2 I mB z B 2 B
路易斯根据实验事实，进一步总结出稀溶液范围内活 度系数和离子强度之间的经验关系式
ln 常数 I
上面两式仅适用于离子强度小于0.01mol Kg-1的稀溶液。
四、德拜-休克尔极限定律
德拜-休克尔根据电解质溶液中离子之间相互静电作用
的理论模型，并引入若干假定，稀溶液中离子活度系数 的
计算公式，称为德拜-休克尔极限定律
ln B Az I
2 B
由于单个离子的活度系数无法直接测定，故德拜-休克 尔极限定律的常用表示式为
ln AZ Z I
注意：这个公式只适用于强电解质的稀溶液，以及离子可 以作为点电荷处理的体系。
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1/
γ (γ γ )
因此，对于任意强电解质 M A

- 1/
1/
m (m m )

o aB a ( γ m /m )
二、离子强度
1921年，路易斯（Lewis）根据大量实验数据，提出 了离子强度I的概念
+=+(T)+RT ln a＋
对于任意强电解质 M A

–=–(T)+RT ln a–

a a a
二、离子的平均活度和平均活度系数
由于单个离子的活度无法测得，为此引入电解质的离 子平均活度a、离子平均活度系数 和离子平均质量摩尔 浓度m±的概念。
a (a a )

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