第一章活度系数及离子互吸理论VIP免费

25/1/11第一章活度系数及离子互吸理论25/1/12主要内容：电解质溶液的分类，水的结构和离子—溶剂间的相互作用，电解质溶液的活度和活度系数，离子强度定义及其意义。教学要求：1．了解电解质溶液的分类。2．理解水的结构和离子—溶剂间的相互作用，离子吸附理论。3．掌握电解质溶液的活度和活度系数的定义，电解质平均活度系数和离子平均活度系数，离子强度定律。25/1/13§1-1电解质溶液1、什么是电解质？如何实现导电的？溶于溶剂或熔化时形成离子，从而具有导电能力的物质。电解质溶液的导电能力是依靠离子在电场中移动来实现的。2、电解质分类电离程度分：弱电解质和强电解质离子在溶液中存在的形态分：缔合式与非缔合式键结合类型分：可能电解质与真实电解质电解质本质分：真正的电解质和潜在的电解质一、电解质的分类25/1/14二、水的结构与离子-溶剂间的相互作用水是缔合式的液体，与其他氢化物液体相比较：NH3H2OHFH2熔点(℃)-780-84-36沸点(℃)-3310020-601、水的结构25/1/15水分子为具有不等性杂化轨道结构的强极性分子。两个水分子的氢向内，另两个的氢向外。25/1/16归纳水的结构：在中心水分子的周围有4个水分子，其中两个水分子的氢向内，另两个的氢向外。如果四面体中心的水分子被一个大小相同(或小一点)的正离子Na+所替换，这时即使四面体形状没有改变，而水的结构也会发生变化，此时4个水分子的氢都向外，其中的两个水分子改变了定向，也就影响到下一层水分子的定向，扰乱了原来水的结构。水的原来结构只能在离中心离子某一距离之外才得到保存。25/1/17水三种形态结构25/1/182、电离与离子水化电解质溶于水时，同时存在两种变化：电离作用和水化作用水化作用——离子与水分子相互作用导致水分子定向排列，这样的结果破坏了水层的四面体结构，离子不能裸露存在。25/1/19离子水化产生两种影响：溶剂对溶质的影响：离子水化减少溶液中自由分子的数量，同时增加离子的体积；改变电解质的活度系数和电导等性质。溶质对溶剂的影响：带电离子的水化破坏附近水层的四面体结构，使水偶极子对离子起定向作用，改变邻近水分子层的介电常数。25/1/110§1-2电解质溶液的活度与活度系数一.活度和活度系数理想溶液化学等温式iiimRTln0真实溶液用活度a代替m，化学等温式为：iiiaRTln0iiimaγ——活度系数（1-1）（1-2）25/1/111活度：即“有效浓度”活度系数：活度与浓度的比值，反映了粒子间相互作用所引起的真实溶液与理想溶液的偏差。规定：活度等于1的状态为标准态。对于固态、液态物质和溶剂，这一标准态就是它们的纯物质状态，即规定纯物质的活度等于1。iiima25/1/112活度其他表示形式浓度为体积摩尔浓度c：浓度为摩尔分数y：三者之间的关系：caya)()(001.0)(11cMMcyiiii)()001.01()(1mMmyiii25/1/113二、离子活度和电解质活度1：1价电解质，它们的化学位表示为：阳离子：mRTln0阴离子：mRTln01.31.425/1/114设电解质MA的电离反应为AMAM-vvvvaalnRT0alnRTvalnRTv00000其中(1.6)(1.5)(1.7)25/1/115定义：a±为强电解质平均活度、γ±为平均活度系数和m±为平均质量摩尔浓度。1).(aaa11).().(mmmm1).(令则（其中mm,mm(1.8)))(ln(0vvvvmmRT(1.7A))25/1/116a、a±、γ±、m±之间的关系：)m(aaaRTmRTln)ln(00可利用平均活度系数γ±近似计算阳离子和阴离子的活度mama例1写出NaCl、CaCl2、ZnSO4、Al2(SO4)3的平均活度的表达式。1)(aaa5/132)()()(243342SOAlSOAlaaa由得：(1.9)25/1/117例计算下列溶液的离子平均活度a±电解质m/mol·kg-1γ±H2SO40.0500.397CdCl20.1000.219LaCl30.010.63725...