Активтілік. Активтілік коэффициенті және иондық күш. Реалды жүйелердегі иондарға дұрыс химиялық сипаттама беріп және массалар әрекеттесу заңының негізіндегі есептеулерді дәлірек жүргізу үшін тепе-теңдік концентрацияларының орнына активтілік деп аталатын шама қолданылады. Идеалды жүйеде активтілік а стехиометриялық концентрацияға с тең а=с,ал реалды жүйеде активтілік концентрациядан төмен. Активтілік электролиттің бөлшектерінің бір-бірімен байланысу дәрежесін сипаттайтын шама . Активтілік жалпы концентрацияға қарағанда химиялық процестердегі реалды әсерлесулерді ескеретін эффективті (әсерлесуші) концентрация. Активтілік концентрация мен активтілік коэффициентінің f көбейтіндісіне тең:
а = сƒ (3.5.1.)
Активтілік коэффициенті иондардың жылжу қабілетіне әсер ететін, жүйедеге барлық құбылыстарды ескеретін шама. Шексіз сұйытылған ерітінділер үшін активтілік коэффициенті бірге тең, ал реалды жүйелерде бірден төмен.
Активтілік коэффициент берілген электролиттің концентрациясына ғана емес, ерітіндідегі кейбір иондардың концентрациясынада тәуелді. Активтілік коэффициентінің сандық мәні ертіндідегі иондар арасындағы электростатикалық әсерлесудің өлшемі – ерітіндінің иондық күшінің μ өсуімен төмендейді. Иондық күш иондардың концентрациясы мен зарядтарының квадраттарының көбейтіндісінің қосындысының жартысына тең :
112222nn2ii2 (3.5.2.)
Иондық күш ионның активтілік коэффициентін анықтайды. Жеке ион үшін f шамасын өлшеу мүмкін емес, сондықтан активтілік коэффициенттің орташамасын ƒ± пайдаланады :
± (3.5.3.)
(бинарлы электролит үшін)
Иондық күш пен активтілік коэффициентінің арасындағы байланыс күрделі, ол электролиттің өте сұйытылған ерітіндісі үшін Дебай және Хюккель формуласымен өрнектеледі:
2 (3.5.4.)
мұндағы A- температураға байланысты көбейткіш.
Ерітіндінің концентрациясы 0,001 М кем болғанда Дебай мен Хюккель формуласы мынандай түрде болады:
2 (3.5.5.)
Практикада активтілік коэффициентін бағалауды есептеулерді жеңілдету үшін келесі қағидаларды қолданады:
-зарядтары бірдей иондардың таңбасы мен өлшеміне тәуелсіз активтілік коэффициенттері де жуық бірдей болады деп есептейді;
-бейтарап молекулалардан тұратын ерітіндіні идеалды деп есептеуге болады (μ =0; ƒ=1);
- электролиттердің сұйытылған ерітінділері идеалды ерітінділерге жақындайды деп қарастырады (μ →0, ƒ→1);
Сондықтан активтілік коэффициентінесептегенде иондардың зарядына сәйкес иондық күшті біле отырып, оның сандық мәнінаналитикалық анықтамалардан алады. Бір, екі, үш зарядтыжәне Н+,ОН-иондарының активтілік коэффициенттері 4 кесте келтірлген.
Иондық күштері әртүрлі ертінділердегі иондардың орташа активтілік коэффициенттерінің жуық мәндері
Ион заряды
|
Иондық күш,
|
0
|
0,001
|
0,002
|
0,005
|
0,01
|
0,02
|
0,05
|
0,1
|
0,2
|
1
|
1
|
0,97
|
0,95
|
0,93
|
0,90
|
0,87
|
0,81
|
0,76
|
0,70
|
2
|
1
|
0,87
|
0,82
|
0,74
|
0,66
|
0,57
|
0,44
|
0,33
|
0,24
|
3
|
1
|
0,73
|
0,64
|
0,51
|
0,39
|
0,28
|
0,15
|
0,08
|
0,04
|
|
1
|
0,98
|
0,97
|
0,95
|
0,92
|
0,90
|
0,88
|
0,84
|
0,83
|
|
1
|
0,98
|
0,97
|
0,95
|
0,92
|
0,89
|
0,85
|
0,81
|
0,80
|
Достарыңызбен бөлісу: |