2.1
当盐溶于水时,阳离子和阴离子解离。由于静电吸引,每个离子都会吸引相反电荷的离子。
离子周围的这种离子气氛微弱地屏蔽了中心离子的电荷。
离子大气屏蔽的有效性与离子强度有关,离子强度由离子的浓度和电荷决定。
正式表示为 I,溶液的离子强度包含溶液中所有离子的总浓度,与盐的摩尔浓度成正比。
由于离子的电荷在计算中是平方的,因此离子上的电荷越大,它对离子强度值的贡献就越大。
例如,硝酸钾溶液的离子强度与其浓度相同。
然而,硫酸钾(一种 2:1 电解质)和硫酸钙(一种 2:2 电解质)溶液的离子强度分别是其浓度的三倍和四倍。
溶液的离子强度是用来表示溶液总电解质浓度的一种定量方法。这个概念最早是由两位美国物理化学家 Gilbert N. Lewis 和 Merle Randall 于 1921 年首次提出的,同时描述了强电解质的活度系数。在计算离子强度(I 或 μ)时,需要考虑所有的阳离子和阴离子。然而,电荷数 (z) 中较大的离子的浓度 (c) 对总离子强度的贡献会更大,因为离子中的电荷是呈指数幂的形式来进行表示。
在计算离解时会产生多个当量相同离子中盐的离子强度时,我们需要考虑每个离子所做的贡献。例如,0.1 mol/L 中 Na2SO4 的离子强度可按下式来进行计算:
Na+ 的浓度为0.2mol/L,因为一分子的Na2SO4在溶液中会被离解出两个Na+ 离子。稀溶液的离子强度可以很容易的来进行计算。然而,在浓度更高的溶液中,计算会变得更复杂且不太准确,因为盐不会完全发生解离。例如,在0.025mol/L 的MgSO4 水溶液中,25%~35%的MgSO4 能够以离子对MgSO4(aq) 的形式存在着。
离子强度的概念可以进一步扩展到强酸和弱酸。由于强酸在溶液中能够被完全解离,因此可以按照与解离盐相同的方式来计算其离子强度。对于弱酸,可以根据电离常数值来计算电离物质的浓度,然后将其用于离子强度的测定。如果其酸性非常弱并且大部分会保持非离子化,则其对溶液总离子强度的贡献则可以忽略不计。
当盐溶于水时,阳离子和阴离子解离。由于静电吸引,每个离子都会吸引相反电荷的离子。
离子周围的这种离子气氛微弱地屏蔽了中心离子的电荷。
离子大气屏蔽的有效性与离子强度有关,离子强度由离子的浓度和电荷决定。
正式表示为 I,溶液的离子强度包含溶液中所有离子的总浓度,与盐的摩尔浓度成正比。
由于离子的电荷在计算中是平方的,因此离子上的电荷越大,它对离子强度值的贡献就越大。
例如,硝酸钾溶液的离子强度与其浓度相同。
然而,硫酸钾(一种 2:1 电解质)和硫酸钙(一种 2:2 电解质)溶液的离子强度分别是其浓度的三倍和四倍。
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