强电解质的平均离子活度和平均离子活度系数精编版

实验目的测定不同浓度盐酸溶液中的平均离子活度系数，并计算盐酸溶液中的活度。

实验原理将理想液体混合物中一组分B 的化学势表示式中的摩尔分数 代之以活度，即可表示真实液体混合物中组分B 的化学势。

/B B B f a x =B f 为真实液体混合物中组分B 的活度因子。

真实溶液中溶质B ，在温度T 、压力P 下，溶质B 的活度系数为：/(/)B B B a b b θϒ=其中B ϒ为活度因子（或称活度系数）。

电池：Ag ，AgC l|HCL |玻璃|试液||KCL （饱和）| 22Hg Cl Hg ψ膜 L ψ（液接电势）玻璃电极 | | 甘汞电极A /gCl Agψψψ=+膜玻璃22LH /g Cl Hg ψψ=上述电池的电动势： L E ψψψ=+-玻璃Hg Cl /Hg22 （1）其中：K+0.059lg a ψ=膜（K 是玻璃膜电极外、内膜表面性质决定的常数）当实验温度为250C 时0.11831lg L E K a ψψψ=++--AgCl/AgHg Cl /Hg220.11831lg K a =-K-0.1183lg m γ=±±（2）上式可改写为： K-0.1183lg -0.1183lg Emγ=±±即 lg (0.1183lg )/0.1183K E m γ=--±± 根据得拜——休克尔极限公式，对1——1价型电解质的稀溶液来说，活度系数有下述关系式0/(/)B B B a b b γ= lg γ±=-所以(0.1183lg )/0.1183K E m --=-±或0.1183lg 0.1183E m K +=+若将不同浓度的HCl 溶液构成单液电池，并分别测出其相应的电动势E 值，以0.11831gm 将此曲线外推，即可求得K 。

求的K 后，再将各不同浓度m 时所测得的相应E 值代入（2）式，就可以算出各种不同浓度下的平均例子活度系数γ±，同时根据22HCL a a ()HCl a a m γ+-±±±===之关系，算出各溶液中HCl 相应的活度。

活度系数的测定实验五电解质溶液活度系数的测定一、实验目的1、掌握用电动势法测定电解质溶液平均离子活度系数的基本原理和方法。

2、通过实验加深对活度、活度系数、平均活度、平均活度系数等概念的理解。

二、基本原理活度系数是用于表示真实溶液与理想溶液中任一组分浓度的偏差而引入的一个校正因子，它与活度a、质量摩尔浓度m之间的关系为：(1)在理想溶液中各电解质的活度系数为1，在稀溶液中活度系数近似为1。

对于电解质溶液，由于溶液是电中性的，所以单个离子的活度和活度系数是不可测量、无法得到的。

通过实验只能测量离子的平均活度系数，它与平均活度、平均质量摩尔浓度之间的关系为：(2)平均活度和平均活度系数测量方法主要有：气液相色谱法、动力学法、稀溶液依数性法、电动势法等。

本实验采用电动势法测定ZnCl2溶液的平均活度系数。

其原理如下：用ZnCl2溶液构成如下单液化学电池：该电池反应为：其电动势为：(3)(4)根据：(5)(6)得：(7)式中：，称为电池的标准电动势。

可见，当电解质的浓度m为已知值时，在一定温度下，只要测得E 值，再由标准电极电势表的数据求得，即可求得。

值还可以根据实验结果用外推法得到，其具体方法如下：将代入式（7），可得：(8)将德拜-休克尔公式：和离子强度的定义：代入到式（8），可得：(9)可见，可由图外推至时得到。

因而，只要由实验测出用不同浓度的ZnCl2 溶液构成前述单液化学电池的相应电动势E值，作图，得到一条曲线，再将此曲线外推至m=0，纵坐标上所得的截距即为。

三、仪器及试剂仪器LK2005A型电化学工作站（天津兰力科化学电子公司），恒温装置一套，标准电池，100 ml容量瓶6只，5 ml和10 ml移液管各1支，250 ml和400 ml 烧杯各1 只，Ag/AgCl电极，细砂纸。

试剂ZnCl2（A.R），锌片。

四、操作步骤1、溶液的配制：用二次蒸馏水准确配制浓度为 1.0 mol.dm-3的ZnCl2溶液250ml。

5.3 强电解质溶液的活度和活度系数5.3.1 电解质溶液的活度和活度系数对于非理想溶液，其溶质的化学位可表示为：m a RT ln +=*μμ，m a m γ=m a — 活度（有效浓度） *μ—标准状态时的化学位，即1a m =时的化学位。

m — 溶质的质量摩尔浓度 γ — 活度系数对于强电解质溶液，由于电解质在溶剂中解离为离子，故m a m γ=关系不适用于溶质的整体，但对离子本身仍然适用，即：+++γ=m a ，---γ=m a 设某电解质 -+ννA M 在溶液中电离：--++ννν+ν→-+z z A M A M这时：+*+++=a RT ln μμ， -*--+=a RT ln μμ 而：--++*+=+=μνμνμμa RT ln又： *--*++*μν+μν=μ 故： -+ν-ν+⋅=a a a因为溶液是电中性的，各种离子的γ、m 无法通过实验测定，而引出“平均离子活度”的概念。

令： -+ν+ν=ν定义：平均离子活度 ()νν-ν+±-+⋅=1a a a 平均离子活度系数 ()νν-ν+±-+γ⋅γ=γ1平均离子浓度 ()νν-ν+±-+⋅=1mm m又： m m ++ν=，m m --ν= 得： ① ±±±γ=m a② ()νν-ν+ν±-+ν⋅νγ=ma表格1 298K 时一些1－1价型电解质溶液中TlCl 饱和溶液的±γ5.3.2 离子强度由下表可知，当21m m +＜0.021kgmol -⋅时，TlCl 的±γ只与（21m m +）有关而与外加电解质的种类无关。

1921年，路易斯（Lewis ）等人在研究了大量不同离子价型电解质对活度系数的影响之后，总结出一个经验规律：在稀溶液中，电解质离子的平均活度系数±γ与溶液中总的离子浓度和电荷有关，而与离子的种类无关。

总的离子浓度和电荷对±γ的影响可用公式描述：I z z A -+±-=γlg ——德拜-休克尔（Debye-H ückel ）极限公式A 是一个只与温度和溶剂性质有关的常数，对于25℃的水溶液，A=0.509kg/mol ；+z 和-z 分别为正负离子的价数；I 为离子强度，它被定义为∑=ii i z m I 221i m 和i z 分别为离子i 的质量摩尔浓度和价数。

§7.4 强电解质的活度和活度系数1．溶液中离子的活度和活度系数由于阴阳离子间存在较强的静电吸引，与非电解质溶液相比，电解质溶液更容易偏离理想溶液的行为。

从理论上应如何描述电解质溶液的行为呢？原则上讲，以活度代替浓度将化学势表示为ln B B B RT a μμ=+同样适用于电解质溶液，但由于电解质的电离，使得其情况比非电解质溶液更复杂。

在电解质稀溶液中，强电解质完全电离成阴阳离子，它们的化学势可分别表示为： ln RT a μμ+++=+； ln RT a μμ---=+其中阳离子活度α+=γ+m +/m ，阴离子活度α-=γ-m -/m ，γ+、γ-和m +、m -分别是阳离子和阴离子的活度系数和质量物质的量浓度。

由于强电解质溶液由阴阳离子共同组成，其溶液总的化学势应该是各离子化学势的加和。

对任一强电解质M A v v +-：M A M A z z v v v v +-+-+-−−→+有： ()ln ln v vv v v v RT a a RT aμμμμμμ+-++--++--+-=+=++=+ (7.12)比较可知v v μμμ++--=+v v a a a +-+-=⋅ (7.13)由于单一离子的溶液不存在，故无法测定单一离子的活度及活度系数，实验测量的只能是阴阳离子共同的对外表现，为此需引入离子的平均活度a ±、平均活度系数γ±和平均质量物质的量浓度m ±，令ν++ν-＝ν，根据式(7.13)定义定义a ±为defv vv a a a +-±+-===⋅ (7.14)令a ± = γ± m ±/m ，将其代入(7.14)式可得()()v v v v v vm m m γγγ+-+-±±+-+-⋅=⋅⋅⋅ 所以v v vγγγ+-±+-=⋅ (7.15)v v v m m m +-±+-=⋅ (7.16)可见，离子平均活度、平均活度系数和平均质量物质的量浓度都是几何平均值。

平均离子活度名词解释
平均离子活度是描述在溶液中的离子的平均相对活性的术语。

在溶液中，离子与溶剂分子相互作用，形成溶液的离子化物质。

离子活度是指在溶液中的离子的实际活性与理想活性之间的比例关系。

理想活性是指在一个标准状态下离子的活性，通常是指在非电离溶液中的活性。

而实际活性是指在实际溶液中离子的活性，受到溶液中其他离子、溶剂性质以及温度等因素的影响。

平均离子活度可以通过使用离子活度系数来计算。

离子活度系数是一个无量纲的数值，表示某个离子在溶液中的相对活性。

离子活度系数考虑了溶剂的极性、离子间相互作用以及离子浓度等因素。

通过计算所有离子的活度系数，并与每个离子的浓度相乘，可以得到平均离子活度。

平均离子活度对于研究溶液中的化学反应、离子间相互作用以及物质的溶解性等方面非常重要。

总而言之，平均离子活度是描述溶液中离子的平均相对活性的术语，通过考虑离子活度系数来计算得到。

它对于研究溶液中的化学反应和离子间相互作用有重要意义。

离子的活度系数
离子活度是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。

在电
解质溶液中，离子相互作用使得离子通常不能完全发挥其作用。

离子实际
发挥作用的浓度称为有效浓度，或称为活度（activity），显然活度的数
值通常比其对应的浓度数值要小些。

离子活度与离子浓度的区别如下：
1、性质不同
离子浓度是溶液中含某种离子的总量与体积之比，用n/V表示，而离
子活度是除去离子之间相互作用之后的剩余离子的有效浓度。

也就说是，
离子浓度未考虑离子的相互作用，离子活度考虑了离子的实际发挥作用。

2、大小不同
离子活度的数值通常比对应的浓度要小。

因为离子活度（α）和浓度（c）之间存在定量的关系，其表达式为：αi=γici式中：αi为第i种离子的活度；γi为i种离子的活度系数；ci为i种离子的浓度。

γi通常小于1，在溶液无限稀释离子间相互作用
趋于零，此时活度系数趋于1，活度等于溶液的实际浓度。

3、测定方式不同
离子浓度通常根据配置的溶液的参数计算而来，而离子活度需要进行
测定，是通过电位差计或专用离子活度计测定点位从而确定离子活度。

电解质溶液中的离子平衡与离子活度的计算电解质溶液是由可电离的物质（电解质）溶解在溶剂中形成的溶液。

在这种溶液中，电解质分子会在溶剂的作用下分解成离子，并在溶液中自由移动。

在电解质溶液中，离子平衡和离子活度的计算是理解溶液中离子行为的重要方面。

本文将讨论离子平衡的概念以及计算离子活度的方法。

离子平衡是指在电解质溶液中，离子的生成和消失达到动态平衡的过程。

这意味着溶液中离子的生成速率等于离子的消失速率。

离子平衡是基于离子反应速率的原理推导出来的。

对于一个具体的离子反应，可以根据其反应速率常数和离子浓度来确定平衡的位置。

根据离子平衡的原理，可以使用电解质溶液中的离子浓度来计算离子的活度。

离子活度是指溶液中离子的有效浓度，它与实际浓度有所不同。

离子活度考虑了溶液中的电离度，能更准确地描述离子在溶液中的行为。

计算离子活度的方法有多种，其中最常用的是离子活度系数法。

离子活度系数是一个修正因子，它通过考虑电离度和溶液中溶剂和溶质之间的相互作用来修正离子浓度。

离子活度系数可以根据溶剂和溶质的性质以及溶液的温度和压力来确定。

离子活度系数的计算可以使用不同的模型和方程式。

最简单的模型是理想溶液模型，它假设溶液中的离子完全独立，并且离子之间没有相互作用。

在这种情况下，离子活度系数等于1，离子活度等于离子浓度。

然而，在大多数情况下，离子之间会发生相互作用，因此需要使用更复杂的模型。

常用的离子活度系数模型包括德拜-黑克尔模型、范廷-希尔模型和庆饶方程等。

这些模型考虑了离子的电荷、尺寸和溶液中的离子相互作用。

根据特定的模型和方程式，可以计算出离子的活度系数，并进一步确定离子活度。

在实际计算中，离子活度常常与离子平衡常数一起使用。

离子平衡常数是反映离子反应平衡位置的指标，它可以用来确定离子浓度与离子活度之间的关系。

根据离子平衡常数和离子活度，可以计算出电解质溶液中的离子浓度。

总结一下，电解质溶液中的离子平衡和离子活度的计算是理解溶液中离子行为的重要方面。