電解質溶液のデバイ・ヒュッケル理論

デバイ・ヒュッケル理論は、溶液中の強い電解質の挙動を説明します。

この理論は、イオン間のクーロン的相互作用に基づいており、反対の電荷が引き合います。これにより陽イオンは陰イオンの近くに集まり、その逆もでき、各イオンの周囲に「イオン大気」が形成されます。この大気は電気シールドとして機能し、イオンを安定化させ、化学ポテンシャルや反応性を低下させます。

イオン強度が0.01 mol/kg未満の希薄溶液では、デバイ–ヒュッケル極限則により平均活度係数が推定されます。この係数は測定濃度を静電気干渉から補正し、有効イオン濃度、すなわち活性を算出します。

塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどの塩類からの実験データを分析することで、このモデルが支持されています。これらは活性係数の対数とイオン強度の平方根との間に線形関係があることを示しています。

特に、これらの溶液は低濃度で理想的な挙動を示します。しかし、価電子数が高いイオンほど、クーロン相互作用が強いため理想性からの逸脱が大きくなります。