1. Đặc điểm của dung dịch chất điện ly mạnh:
- Trong dung dịch nước, chất điện ly mạnh thực tế phân ly hồn tồn thành ion. Cĩ thể chứng minh điều này bằng hai sự kiện sau:
+ Các dung dịch chất điện ly mạnh dù ở những nồng độ rất lỗng cũng khơng tuân theo định luật khối lượng.
+ Trong dung dịch chất điện ly mạnh khơng cĩ các phân tử trung hịa của chất điện ly tồn tại.
- Như vậy dung dịch chất điện ly mạnh cĩ độ điện ly α=1, hệ số đẳng trương phải là những số nguyên (i= 2,3,4…) và độ dẫn điện đương lượng phải khơng thay đổi khi pha lỗng dung dịch (vì số ion tạo thành trong dung dịch khơng phụ thuộc vào độ pha lỗng).
- Tuy nhiên thực tế lại khác: độ điện ly của dung dịch chất điện ly luơn <1 và tăng theo độ pha lỗng để đạt được 1 khi pha lỗng vơ cùng, hệ số i cũng khác giá trị số nguyên (i chỉ tiến đến số nguyên khi pha lỗng vơ cùng), độ dẫn điện đương lượng cũng tăng theo độ pha lỗng.
Như vậy, tính chất của dung dịch chất điện ly mạnh cũng giống như tính chất của chất điện ly yếu nhưng dùng chất thuyết điện ly yếu để giải thích lại mâu thuẩn.
2. Thuyết chất điện ly mạnh(Debye, Huckel, Onsagel):
- Do sự phân ly hồn tồn của chất điện ly mạnh nên trong dung dịch của chúng nồng độ các ion lớn, các ion ở gần nhau làm xuất hiện lực hút tương hỗ giữa các ion. Điều này làm cho mỗi ion trong dung dịch được bao quanh gần mình một lớp hình cầu các ion ngược dấu được gọi là “bầu khí quyển ion”, xa hơn là lớp ion cùng dấu (trật tự phân bố gần giống trong tinh thể). Như vậy, các ion khơng được hồn tồn tự do chuyển động.
+ Khi cĩ điện trường tác dụng lên dung dịch, sự chuyển động của các ion về điện cực bị cản trở bởi các lực do bầu khí quyển ion gây ra nên độ dẫn điện đương lượng của dung dịch giảm.
Khi dung dịch chất điện ly cĩ nồng độ bé thì các ion ở xa nhau nên lực hút tương hỗ giữa các ion khơng đáng kể, ảnh hưởng của các yếu tố kìm hãm sự chuyển động của ion nhỏ. Do đĩ, độ dẫn điện đương lượng tăng khi pha lỗng dung dịch.
-Trong dung dịch chất điện ly mạnh, số ion thực sự tham gia vào quá trình dẫn điện chỉ một phần trong số các ion đã phân ly. Vì vậy, độ điện ly của dung dịch xác định dựa trên việc đo độ dẫn điện phải nhỏ hơn 1(α<1).
Tương tự, tất cả các tính chất của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ ion đều thay đổi giống như vậy.
-Để đặc trưng cho trạng thái đặc biệt này của ion trong dung dịch chất điện ly mạnh Lewis đưa ra khái niệm nồng độ biểu kiến (nồng độ hoạt động) hay hoạt độ.
3. Hoạt độ - Hệ số hoạt độ:
- Hoạt độ là đại lượng khi đặt nĩ vào biểu thức định luật tác dụng khối lượng thay cho nồng độ thì làm cho biểu thức này áp dụng được vào tất cả dung dịch chất điện ly và khơng điện ly ở mọi nồng độ.
AmBn ⇔ mAn+ + nBm-
am An+ an
Bm-
K = aAmBn
aAmBn : hoạt độ của chất điện ly aAn+, aBm- : hoạt độ của các ion.
a a
a m n m n
AmBn= + An+ Bm−
- Liên hệ giữa hoạt độ và nồng độ:
a=fc
f: hệ số hoạt độ. f<=1: ở nồng độ dung dịch cao: f<1
khi pha lỗng vơ cùng f=1 nên a=c
Đối với chất điện ly AmBn :
aAnBm = fAmBnCAmBn
ai = fici Cách xác định a,f : mn n m AmBn f f f B An+ m− = (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo phương trình Bebye- Huckel:
I I AZ f i i + − = 1 lg 2 I I Az z f An Bm AmBn + − = + − 1 lg
A : hằng số phụ thuộc vào bản chất dung mơi và nhiệt độ. Z : điện tích ion.
I : lực ion của dung dịch. 1
I = 2 Σ cizi2
Đối với dung dịch nước ở 250C, khi I << 0,01 thì
I Z f i i 2 5 , 0 lg = − I z z f AnBm = −0,5 An+ Bm− lg