전해질 용액의 데바이–휘켈 이론

데뷔-휘켈 이론은 용액 내 강한 전해질의 거동을 설명합니다.

이 이론은 이온 간의 쿨롱 상호작용에 기반하며, 반대 전하가 끌리는 현상이다. 이로 인해 양이온이 음이온 근처에 모이고, 반대로 음이온이 모여 각 이온 주변에 '이온 대기'가 형성됩니다. 이 대기는 전기적 차폐막 역할을 하여 이온을 안정시키고 화학적 퍼텐셜과 반응성을 감소시킵니다.

이온 강도가 0.01 mol/kg 미만인 희석 용액에서는 데바이-휘켈 극한법칙이 평균 활도 계수를 추정합니다. 이 계수는 측정된 농도를 정전기 간섭으로부터 보정하여 유효 이온 농도, 즉 활도를 산출합니다.

염화나트륨, 염화마그네슘, 황산마그네슘과 같은 염류의 실험 데이터를 분석하는 것이 이 모델을 뒷받침합니다. 이들은 활도 계수의 로그와 이온 강도의 제곱근 사이에 선형 관계를 보여준다.

특히, 이 용액들은 낮은 농도에서 이상적인 거동을 보입니다. 그러나 높은 원가를 가진 이온은 쿨롱 상호작용이 더 강하기 때문에 이상성에서 더 큰 편차를 보인다.