电解质溶液中活度计算发展综述

1、电解质溶液中活度计算发展综述唐开文攀枝花学院 生物与化学工程学院摘要:本文先讲述活度的概念，再详细讨论了电解质活度的计算方法和计算模型及其综述发展情况。关键词: 电解质 活度 计算方法 模型 发展Electrolyte solution to calculate the Summary of ActivityTangKaiwen Panzhihua College of Biological and Chemical EngineeringAbstract:This paper first describes the concept of activity, to discuss in det

2、ail the method of calculating the activity of the electrolyte and computational model and its overview of the development of .Key words: Electrolyte Activity Calculation Model Development1.引言凡是涉及到溶液中的反应，以及和溶液有关的性质，都直接地和溶液的浓度有关。而对于电解质溶液，由于和理想溶液有偏差，所以在讨论电解质性质时，就不能用浓度这一概念，而应用活度。对于活度，关键在于对活度系数的计算。本文主要介绍

3、电解质溶液的活度系数的计算最近五年的进展情况。2电解质溶液活度计算的理论模型 2.1Bromley模型以质量摩尔浓度计量单位计算多组分电解质水溶液中单一例子活度因子的Bromley模型为 式中：为Debye-Huckel理论常熟；25C和40C时的值分别为0.5100和0.5242；为溶液中的第种离子；为第种离子的离子价；为溶液的离子强度。式中：为第种离子的质量摩尔浓度；为溶液中总的阴阳离子种类数。对于某种待计算阳离子或阴离子，的表达式为 式中：和分别表示溶液中能与待计算阳离子结合的总的阴离子种类数和第种阴离子；为电解质的Bromley参数；为第种银离子的质量摩尔浓度。式中：和分别表示溶液中能

4、与待计算阴离子结合的总的阳离子种类数和第种阳离子；为电解质的Bromley参数；为第种阳离子的质量摩尔浓度。Bromley模型关于水的活度计算公式为：式中：为水的活度；为电解质的质量摩尔浓度；为1mol电解质完全电离所形成离子的物质量的总和；和为溶液阳离子和的离子强度；为电解质单独形成的渗透参数，其计算式为对于每种电解质，Bromley模型只需要一个与该电解质有关的Bromley参数。因此，应用Bromley模型的关键是NaOH、NaAl(OH)3和Na2CO3的Bromley参数B(NaOH)、B(NaAl(OH)3)和B(Na2CO3)。2.2 Frank-Fhompson理论-混合电解质

5、溶液活度系数的近似计算F-T应用弥散晶格模型来处理多元混合电解质溶液，从而得出一些简单的公式。当混合电解质溶液中的电解质总浓度小于lm；这些公式可用以计算1：1型电解质溶液的活度系数。而对于其它价型的电解质溶液活度系数，因计算过于复杂，所以不在此赘述。F-T指出：对于1：1价的电解质，浓度C大于0.01mol1时，德拜-体格尔离子互吸理论就不再适用。他们认为对于给定中心的影响。主要是由其中最邻近的异号离子给予的。在溶液中，正、负离子有近程的规则排列，它们交替配置，由于热运动，这种规则排列显然很不完善，当然更没有远程的规则排列。F-T根据这种物理模型，引出一个理论性的公式：其中：为电解质中离子的

6、平均活度系数；C浓度(mol/l)；为i离子的价数;为i离子在电解质溶液中的离子数；T绝对温度。上式示可写成下列形式：注：公式中的、， a、 b、S都并不是由公式直接算出的，而是根据不同的浓度下活度系数的实验值定出的经验常数。在同一温度下，对于不同的电解质，它们均有不同的数值。对于弱电解质溶液，则当其离解度(n)很小时。则：离子互吸作用可忽略。但对于在介电常数比较大的溶剂中，则盐和其他电解质的溶解度比较大。这时就不能忽略离子互吸作用了。2.3卜耶隆缔合理论模型卜耶隆(Bjerrum)通过研究缔合式电解质溶液的特性，提出了离子缔合理论。根据离子缔合理论,可以推导出缔合度的公式为：。其中： 而。式

7、中：为体积摩尔浓度；为离子数目；为相互缔合的离子电荷数；为溶液的介电常数；为波尔兹曼常数；为质子电荷。 对于价的缔合式电解质有有： ， 故： ;因为,所以 当电解质溶液的浓度很小时,即,于是 由卜耶隆(Bjerrum)离子缔合理论可知: 由(2)和(3)得到 ： (4) 自(1)和(4)得到： (5) 从而通过(5)式可知 ，所以这样，对于缔合式电解质溶液，用化学方法或电化学方法(电导法或电动势法)测得电解质溶液的离解度后，即可求得缔合式电解质溶液的活度系数。总结由以上文献资料可知活度在生化过程生产过程、湿法冶金、环境化学和地球化学等领域有非常重要的应用。 在近五年也取得了很好的发展，为了更准确和广泛地应用电解质溶液的活度，研究电解质水溶液中各组元活度的新型计算方法和模型是十分必要的。参考文献【1】：高丕英.德拜-休克尔活度因子方程中A和B值的探讨【J】.大学化学，2005，20（5）：40-41.【2】：李以圭，陆玖芳.电解质溶液理论【M】.北京：清华大学出版社，2005.自然科学版，2006，37（3）：493-497.【3】：王卫东，胡珍珠.电导法测定HCl在HO2和1、2-丙二醇混合剂中的活度系数【J】.湖北师范学院学报（自然科学版），2004，24（1）：2932.【4】：王卫东，向翠丽，胡珍珠，非水溶剂中电解质溶液活度