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 А_ν+В_ν-,который при растворении будет полностью диссоциировать на ионы:

А_ν+В_ν- = ν₊A^z+ + ν_-B^z- (7.38)

Уравнение химического потенциала для соли и ионов будет иметь вид:

μ_s = μ_s⁰ + 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

μ_s = ν₊μ₊ + ν_-μ_- (7.40)

После подстановки получим

μ_s⁰ + RTln = ν₊ μ₊⁰ + ν₊RTln + ν_- μ_-⁰ + ν_-RTln (7.41)

Из условия электронейтральности раствора в стандартном состоянии можно записать

μ_s^o = 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 = γ_ib_i, _i = γ_iC_i и _i = γ_iX_i, (7.47)

где γ_i - коэффициент активности; b_i –моляльная концентрация; С_i - молярная концентрация; Х_i – 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 А_ν+B_ν-, которая диссоциирует по уравнению

А_ν+B_ν- = ν₊A^z+ + ν_-B^z , (7.52)

произведение растворимости выражается уравнением

ПР = , (7.53)

где - активность i – го сорта ионов.