华东理工大学《物理化学》课件16.1 电解质溶液的平衡性质

第16章电解质溶液,电解质和电解质溶液溶质溶解于溶剂后完全或部分解离为离子的溶液称为电解质溶液，该溶质称为电解质。,第一类电解质溶液溶质在溶液中完全解离，溶液中没有未离解的溶质分子或正负离子缔合物(碱金属、碱土金属、过渡金属卤化物等的水溶液)。,第二类电解质溶液溶质在溶液中部分解离，溶液中有未解离的、原子间按共价键形式结合的分子(强酸、弱酸、弱碱等的水溶液)。,强电解质和弱电解质,16-1引言,电解质溶液的特性,（1）平衡性质,（2）传递性质,1883年在题为电解质的导电性研究的博士论文中提出了电解质在水溶液中自动离解成游离的带电粒子的概念。1887年在题为关于溶质在水中的离解的论文中对电解质的电离作了定量的计算。1889年首次提出活化分子的概念，得到了温度影响反应速率的规律。1896年研究空气中的二氧化碳对地壳温度的影响，发现二氧化碳能吸收地壳表面的红外辐射。,1895年被选为德国电化学学会名誉会员。1901年当选瑞典科学院院士。1902年获英国皇家学会戴维奖章。1903年获诺贝尔化学奖。1911年当选为英国皇家学会会员。曾获得吉布斯奖章和法拉第奖章。,8,.电解质溶液的平衡性质,1.电解质溶液中各组分的活度,16-2电解质溶液的活度,组分的化学势,组分的活度,解离平衡的标准平衡常数,2.一种表观处理,电解质作为整体的化学势和活度,电解质作为整体的化学势B,电解质作为整体的活度aB,aB的参考状态,3.平均离子活度,4.第一类电解质溶液的特殊约定,(1)溶剂和正负离子的活度,(2)电解质作为整体的活度,各种价型电解质溶液的和与b的关系,5.溶剂渗透因子,如溶液很稀，lnxA=xA-1-(xA-1)2/2+,合理的渗透因子x,实用的渗透因子b,b与x的关系,无限稀释时，x=b。,xb,18,6.如何得到活度因子和渗透因子,实验测定、半经验方法、理论方法,19,离子强度,对于单一的第一类电解质溶液，由于,20,在稀溶液中主要决定于浓度和电解质的价型，与离子的本性关系较小。浓度较高时，同一价型中不同电解质的差异才逐渐显著起来。当浓度很稀时，与还近似表现出线性关系。,稀溶液中的经验规律,21,22,23,24,1.离子互吸理论,(1)离子氛的概念,16-3电解质溶液活度的理论和半经验方法,德拜-休克尔的离子氛模型,离子的平均有效直径与离子氛厚度,25,离子氛在中心离子处产生的电势,中心离子与离子氛的静电相互作用能,相应的静电相互作用能,离子的活度因子,26,(2)离子氛中的离子服从玻尔兹曼分布,距中心离子r处的电势,i种离子的数密度,r处的电荷密度,27,(3)电荷密度与电势间遵守泊松方程,泊松方程,28,29,(4)德拜-休克尔活度因子方程,30,德拜-休克尔极限公式,式（16-43）,式（16-44）,31,2.理论的进一步发展,离子水化理论溶剂化数(120)对1-1型电解质溶液,适用浓度可达56molkg-1。,32,3.半经验方法,古根海姆的修正,25时，TlCl在纯水中的饱和浓度为，在NaCl溶液中的饱和浓度为，TlCl的。试求：在不含NaCl的TlCl饱和水溶液中,TlCl的平均离子活度因子；在含有NaCl的TlCl饱和溶液中，TlCl的平均离子活度因子。,解：(1)对于TlCl的饱和溶液，,解：(2),25时，TlCl在纯水中的饱和浓度为，在NaCl溶液中的饱和浓度为，TlCl的。试求：在不含NaCl的TlCl饱和水溶液中,TlCl的平均离子活度因子；在含有NaCl的TlCl饱和溶液中，TlCl的平均离子活度因子。,298K时，在一溶液中，CaCl2和ZnSO4