КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Йонната сила на разтвора




Концепцията на йонната сила се запознах с теорията на електролити Люис (1921). Разбираемо е, като половината от сумата от произведенията на концентрацията на йони в разтвор от площада на тяхната валентност:

(9.10)

където С - концентрация на йони в мол / л.

Ние изчисляване на йонната сила на 0.01 М разтвор на NaCI, на KNO 3, на CuSO 4 и AI 2 (SO 4) 3:

и йонната сила на 0.01 М разтвор на AI 2 (SO 4) 3, разлагане от уравнението

AI 2 (SO 4) 3 2ai 3+ + 3SO 4 2-

е

Така, в разтвори на равни концентрации 1-1-валентни електролити, йонната сила на същото. В разтвори на равни концентрации на валентността, 1-1 и 2-2-валентна електролит брой йони, получени чрез дисоциация на същото. Въпреки това, йонната сила на разтвора Suso 4 4 пъти на йонната сила на NaCI разтвора (KNO 3) се дължи на факта, че електростатично взаимодействие между двувалентни йони силен от моновалентна между. Йонната сила на разтвора характеризира с йонно взаимодействие. Когато разтвори на същата концентрация на многовалентни електролити имат висока йонна сила, т.е. като се държи по-концентрирани разтвори, така IAI 2 (SO 4) 3 до 15 пъти по-голяма мощност .Ionnaya I NaCI 0,4 М разтвор на Na 2 SO 4, подкиселява със сярна киселина (с = 0,01 мол / л) е равен на:

При изчисляване на йонната сила е необходимо да се използва действителната концентрация на йони; за слаб електролит, тази стойност е равна на

(9.11)

където С - концентрацията на електролита, Mol / L;

α - степента на дисоциация на електролита.

коефициент Близкия електролит дейност може да се изчисли теоретично от ограничаване на правото на Дебай-Huckel (PZDG):

(9.12)

където А - константа за водни разтвори при 25 ° С е равно на 0.51;

Z + и Z - - йонна валентност;

I - йонната сила на разтвора.

От PZDG че йонната сила се отразява коефициента на дейност: разредени разтвори на всички по едно и също йонната сила (I ≤ 0,02) коефициент дейност силен електролит е идентична, независимо от естеството на електролитите в разтвора (йонната сила закон). PZDG само приложим за разреждане електролитни разтвори с ниска йонна валентност. От закона, че с намаляване на йонната сила на коефициента на активност се увеличава.

Според PZDG активност коефициенти на йони Na + и в 0.001 М разтвор на Na 2 SO 4 при 25 ° С (I = 0,3 ∙ 10 -2):

отгдето

отгдето

Средният коефициент на активност, даден от уравнение (9.9):

Фиг. 9.1 Зависимост на LG γ ± Изчислена чрез уравнението на Дебай-Huckel.

съотношение дейност за разреден разтвор на силна
е коригиране на концентрацията на електролита, причинени главно от електростатично взаимодействие на йоните, които се определят от такси и радиуси на йони и не зависи от химическото естество на електролита.



Предполага се, че ако катион и анион на електролита са със същия размер и подобни такси радиуси, т.е. електростатично еквивалент, коефициенти на активност на йоните са едни и същи. Тези електролити са соли като KSI, KF, CSI. Експериментално следователно 0.01 М разтвор KSI установено, че γ ± 0,922 в този електролитен разтвор

коефициент активност и следователно специфичната активност на самия йон, например катион К + и анион зависи активност, например, 0.01 М разтвор на калиев сулфат Това ще бъде различен в сравнение с 0,01 М разтвор на калиев хлорид.

В бъдеще, "фактор дейност" терминът имаме предвид средният коефициент на активност се определя емпирично или изчислява чрез PZDG. Експериментални изследвания показват, че степента на коефициентите на дейността на йони в разтвора зависи от Z (такси) и С (концентрация) на йони. Концепцията на йонната сила на разтвора за първи път Lewis (1921). По дефиниция, йонната сила на разтвора е равно на половината от сумата от концентрациите на йоните в делата на площада на заряда

(9.13)

Пример: през 1000 вода разтварят 0,01 мола на K 2 SO 4 и 0.1 мол MgCI 2. За определяне на йонната сила на разтвора.

Приблизителната стойност на I природна вода се изчислява, както следва:

(9.13a)

където С - общата минерализация разтвор, мг / л.

Люис и Рандъл се определя и йонната сила на закона, който гласи, че коефициентите за дейността на електролита (йон) са зависими от йонната сила, но не зависят от вида на други йони в разтвор. Закон е изпълнено на стойността на йонната сила на до пет-6/100 на единичните акции.

9.4 Теорията на разтвори на силни електролити, Дебай-Huckel.

Според съвременната теория на електролитни разтвори, основните разпоредби от които са формулирани от Дебай и Hiickel (1923), силни електролити напълно се разпадат на йони в разтвор. Дебай-Huckel теория, следователно, понякога се нарича "теорията на пълна дисоциация."

Въпреки това, за разлика от разтвори на йонни кристали сол топлинна движение на йони води до факта, че те не запазват определена позиция и са разположени около централен йон избран като сферични области, наречени йонни атмосфера. Всички йони в разтвор са еднакви, като всеки от тях е заобиколен от йонен атмосфера, и всеки от тях може да бъде централно.

Фиг. 9.2 - йонни модел атмосфера

Помислете отрицателен йон като централен. Около този йон може да бъде двете положителни и отрицателни йони, последният дължи на електростатично отблъскване се намира по-далеч от централната йон. Като цяло, йонна атмосфера има противоположен заряд в знак на заряда на централния йон. Топлинният движение на йони в разтвора води до това, че непрекъснато се променя места с йони други йонни атмосфери. Въпреки това, отрицателно заредени йони в атмосфера на йони се образува, в която преобладава положителен заряд около положителен - отрицателен заряд йон атмосфера, но като цяло всички разтворът остава неутрален. Плътност на различна йонна атмосфера: разтвора за разреждане, толкова по-малко му плътност, отколкото по-концентрирани
разтвор, плътността на атмосферата повече и повече на неговия ефект върху централната йон, като е по-изразена между йон електростатичен
взаимодействие. С повишаване на температурата, плътността на йонната атмосфера се намалява с повишаване на кинетичната енергия на йоните. В електростатично взаимодействие на йони в разтвор, силно зависи от диелектричната константа на разтворителя на: здравина йонни взаимодействия се увеличава с намаляване на електрическата константа на разтворителя.

Въпреки това, без значение колко големи постижения на Дебай-Huckel неговото прилагане е ограничено до разредени разтвори на силни електролити
йони на по-ниска валентност, колкото е необходимо, само се отчита ефектът на електростатично взаимодействие на йони, без да се вземат под внимание силите между йони и молекули на разтворителя (т.е. солватация на йони). Накрая, теорията на Дебай-Huckel не отчита индивидуалните свойства като йони, които се определят от тяхната структура, поляризуемост.

По-нататъшно развитие на теорията на йон-йонна взаимодействие на силни електролити е свързано с разпространението на нейните разпоредби на по-концентрирани разтвори, като се вземат предвид последиците от хидратация на йони и евентуалното им сдружение. Някои автори предполагат, че високи концентрации на йони асоцииране електролити могат да се появят в разтвори, където противоположно заредени йони близо заедно, образувайки йонни партньори, като К + Cl - = KSI. Йонни двойки се държат заедно само от силата на Кулон, така влияят взаимно не толкова, колкото в типичен образуване на молекули. Степента на йонна асоциация се изчислява и в сравнение с експериментални данни. Резултатите показват, че йонната асоциация играе важна роля, по-специално в неводни разтворители с ниска диелектрична константа. Свойства на електролитни разтвори се определят от концентрацията на електролит йони в разтвор.

Йоните на едно поведение знак силно зависи от наличието на йоните на обратен знак, така че химическата активност на йонна аз не съответства на действителното му аналитична концентрация в разтвор, както е очевидно, електростатично взаимодействие между йоните. С цел да се характеризира поведението на реални системи, американският учен Люис въвежда понятието за дейност, която се използва широко, особено като се прилага за решения на силни електролити.

В съвременната теория на силни електролити е теорията на Дебай и Huckel (1923). При разработването на теорията на авторите въз основа на следните насоки:

1. Електролити напълно се разпадат на йони в разтвор.

2. всички отклонения активност (а) концентрацията на (в) поради само силите Кулон на взаимодействие между йоните.

3. Debye и Hückel въведена идея на йонната атмосфера в електролитния разтвор.

4. Авторите на теорията пренебрегвани собствени размер йони, като се има предвид таксите си точка.

Изчисление на коефициента на йони дейност може да се извършва само въз основа на теоретични съображения. Например, въз основа на закон за ограничаване на Дебай-Huckel при което съотношението на дейност на йон (катион или анион) в разредени разтвори на силни електролити, определени от общото си заряд и йонната сила на разтвора.

Въз основа на разпоредбите, предвидени беше предложено уравнение на първото сближаване на законодателството на Дебай-Huckel, която е както следва:

а) (9.14)

където А - константа (0.51)

Z + и Z - - такси йони,

I - йонната сила на разтвора.

б) уравнението на втория сближаване на законодателството на Дебай-Huckel разширява границите на концентрация на теорията и взема под внимание размера на йоните:

(9.15)

където алфа = 3 ÷ 6 × 10 -8 см = 3 ÷ 6А

Б - постоянна при нормални условия е равно на 0,328. За 1-1-валентна електролит 1-2-валентна електролит е приложима за решения, които имат йонна сила от порядъка на няколко десети от единица дял.

в) уравнението Третият сближаване включва допълнителен срок CI, където - изберете параметри за пълна хармонизация на изчислената и експерименталните данни:

(9.16)

Редица автори са предложили различни емпирични форми на горните уравнения:

1) Уравнението Gyuntelberga (1926)

(9.17)

когато A = 3,04Ǻ, Т = 298 К

2) Формула Guggenheim

(9.18)

където В - постоянна стойност

с - моларната концентрация на електролита.

3) Уравнението Дейвис

(9.19)

Това е най-удобен уравнение, което описва експериментални данни до 0.2М решения за всеки тип електролит, в допълнение към разтвора AI 2 (SO 4) 3.

Робинсън и Stokes имаше добри резултати съответстват на изчислените и експериментални данни у ± за концентрирани разтвори (до 4М концентрация) чрез прилагане на уравнението:


(9.20)

където H - количеството на Н2О молекули, свързани с една молекула от разтвореното вещество;

V - броят на йони, което води до разпад на една-единствена молекула на йони, които Electrol;

- Активност на водата;

М - молалност на разтвора.

Уравнението Robinson-Stokes, първия срок - отрицателната стойност, въведен от Дебай-Hiickel; вторият план - изменение на по-ниска активност на водата в солен разтвор, положителна стойност, като <1; третата Терминът отчита хидратиране на йони, т.е. свързващ ν
з йони с водни молекули, които вече не действат като молекула разтворител. То може да бъде положителен, равно на 0 или отрицателна стойност, когато з> 0, п = 0, з <0.

Схемата за изчисляване на йонна активност (pKat, PAN)

а) определяне на концентрацията на катиони и аниони в разтвор;

б) изчисляване на I в резултат на катион-анион състав на разтвор на електролит;

в) изчисляване на средната стойност на коефициента на йонната дейност на горното уравнение;

г) изчисляване на средната йонна активност и ± = у ± · S;

г) pKat = - LG с Кат; Пан = - LG на An