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离子氛与离子强度

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:德拜和休克尔认为:强电解质在水溶液中,虽然理论上是100%电离为其组成的离子,但由于带有电荷的阳、阴离子之间存在着强烈的相互作用。由于“离子氛”的存在,使得离子间相互作用而发生牵制。显然,溶液中离子的浓度越大,离子所带的电荷数目越多,离子与它的离子氛之间的作用越强。离子强度定义为:式中,I为离子强度,单位为mol·kg—1,b1、b2、b3…

德拜和休克尔认为:强电解质在水溶液中,虽然理论上是100%电离为其组成的离子,但由于带有电荷的阳、阴离子之间存在着强烈的相互作用。因此在阳离子周围吸引着一定数量的阴离子,在阴离子周围吸引着一定数量的阳离子,使离子本身的行动不能完全自由。德拜和休克尔将中心离子周围的那些异性离子群叫做“离子氛”(ionic atmosphere)。如图4-3所示。

图4-3 离子氛示意图

由于“离子氛”的存在,使得离子间相互作用而发生牵制。当电解质溶液通电时,便会导致离子不能百分之百地发挥其输送电荷的作用,使表观上实验所测得的离子的数目少于电解质完全电离时应有的离子数目。同样,在测量电解质溶液的依数性时,也会觉得发挥作用的离子数目少于电解质完全电离时应有的离子数目。这样就很好地解释了0.1mol·kg—1NaCl溶液的ΔTf不是0.372K,而是0.347K。

显然,溶液中离子的浓度越大,离子所带的电荷数目越多,离子与它的离子氛之间的作用越强。为此,引入离子强度(ionic strength)的概念。离子强度定义为:

式中,I为离子强度,单位为mol·kg—1b1b2b3…表示各离子的质量摩尔浓度,Z1Z2Z3…表示各离子所带的电荷数。

【离子强度是溶液中存在的离子所产生的电场强度的量度,它与溶液中各离子的浓度和电荷数有关,而与离子本性无关】。

【例4-14】求下列溶液的离子强度

①0.01mol·kg—1的BaCl2溶液;

②0.1mol·kg—1HCl和0.1mol·kg—1CaCl2溶液等体积混合后形成的溶液。

②混合溶液中:

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