Электростатическая теория растворов2

1. Электростатическая теория растворов сильных электролитов

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
РАСТВОРОВ СИЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРОЛИТОВ

2.

Теория, развитая Дебаем и Гюккелем (1923 г), позволила
теоретически вычислить средний коэффициент активности электролита,
эквивалентную электрическую проводимость сильных электролитов, и
теоретически обосновать правило ионной силы.
Эрих Хюккель
Петер Дебай

3.

Предположения теории справедливы для предельно разбавленных
растворов.
1. Ионы рассматриваются в виде материальных точек; это возможно в
предельно разбавленных растворах, где собственным объёмом ионов
можно пренебречь.
2.
Учитывается
только
кулоновское
ионное
взаимодействие
(игнорируется
ион-дипольное
взаимодействие,
образование
ассоциированных комплексов).
3. Не учитывается изменение диэлектрической постоянной раствора по
сравнению с диэлектрической проницаемостью растворителя.
4. Рассматривается распределение Больцмана.
5.
Электростатическое
взаимодействие
рассматривается
взаимодействие ионом (центральным) и его ионной атмосферы.
как

4.

Мысленно выделим в разбавленном растворе сильного
электролита
один
центральный
ион,
то
ионы
противоположного знака будут чаще наблюдаться около него,
чем ионы с одноименным зарядом:

5.

Такое статическое распределение ионов вокруг выбранного
центрального иона устанавливается под влиянием двух факторов:
1) Электростатических сил притяжения и отталкивания, которое
стремится расположить ионы упорядоченно, как в кристаллической
решётки.
2) Теплового движения ионов, под влиянием которого ионы стремятся
расположиться
хаотически.
Вокруг
центрального
иона
устанавливается
некоторое
промежуточное
статическое
распределение ионов, ионная атмосфера. Около центрального иона в
среднем во времени будет некоторая избыточная плотность зарядов
противоположного знака, которая по мере удаления от центрального
иона убывает и на бесконечно большом расстоянии стремится к нулю.
Весь избыточный заряд ионной атмосферы равен и противоположен
по знаку заряда центрального иона.

6.

Для упрощения математических расчётов Дебай и Гюккель
предположили, что избыточный заряд ионной атмосферы «размазан» в
пространстве вокруг центрального иона с убывающей плотностью.
Электростатическая теория сильных электролитов позволяет
вычислить коэффициент активности отдельного иона и средний
коэффициент сильного электролита.
Средний коэффициент активности бинарного z+; z- - валентного
электролита можно рассчитать по предельному закону Дебая – Гюккеля :