Активность сильных электролитов
В растворах сильных электролитов имеет место электростатическое взаимодействие между ионами, поэтому обычно эти растворы не являются идеальными. В этом случае для анализа таких растворов целесообразно использовать уравнение химического потенциала, выраженного через активность. Рассмотрим электролит Аν+Вν-,который при растворении будет полностью диссоциировать на ионы:
Аν+Вν- = ν+Az+ + ν-Bz- (7.38)
Уравнение химического потенциала для соли и ионов будет иметь вид:
μs = μs0 + RTln и μ i= μ10 + RTln I (7.39)
где s и i -- активность соли и i- го иона, соответственно. Химический потенциал соли связан с химическим потенциалом катионов и анионов соотношением
μs = ν+μ+ + ν-μ- (7.40)
После подстановки получим
μs0 + RTln = ν+ μ+0 + ν+RTln + ν- μ-0 + ν-RTln (7.41)
Из условия электронейтральности раствора в стандартном состоянии можно записать
μso = ν+0 μ+0 + ν-μ-0 (7.42)
Таким образом, можно записать
RTIn s = ν+RTln + + ν- RTln - (7.43)
или
s = +ν+ -ν- (7.44)
При описании свойств растворов электролитов пользуются понятием средней активности.
± = s = ( ν+ ) (7.45)
где ν = ν+ + ν-.
Откуда
s = ±ν (7.46)
C учетом коэффициента активности для различных выражений активности i – го сорта ионов можно записать:
i = γibi, i = γiCi и i = γiXi , (7.47)
где γi - коэффициент активности; bi –моляльная концентрация; Сi - молярная концентрация; Хi – концентрация i – го сорта ионов, выраженная в молярных долях.
Или
= γ+b+ = ν+γ+b и = γ-b- = ν-γ-b, (7.48)
где b – моляльная концентрация электролита.
Для средней активности электролита можно записать:
= , (7.49)
где
γ± = (γ+ν+γ-ν-) (7.50)
и
ν± = (ν+ν+ν-ν-) . (7.51)
Растворы малорастворимых солей, как правило, представляют собой реальные растворы электролитов. Тогда для малорастворимой соли Аν+Bν-, которая диссоциирует по уравнению
Аν+Bν- = ν+Az+ + ν-Bz , (7.52)
произведение растворимости выражается уравнением
ПР = , (7.53)
где - активность i – го сорта ионов.