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.