首页 >
活度系数
✍ dations ◷ 2025-04-04 11:21:26 #活度系数
活性系数(英语:Activity coefficient),又称活性因子(英语:Activity factor),是热力学中的一个系数,反映的是真实溶液中某组分i的行为偏离理想溶液的程度,量纲为1。引入活性系数后,适用于理想溶液的各种关系可以相应修正为适用于真实溶液。类似的,逸度系数是表示真实气体混合物中某组分和理想行为的偏离的系数。在理想溶液中,溶液组分i遵循拉乌尔定律:其中
x
i
{displaystyle x_{i}}
是组分i在溶液中的摩尔分数,
p
i
{displaystyle p_{i}}
和
p
i
⋆
{displaystyle p_{i}^{star }}
分别是组分i的分压和饱和蒸气压。
而组分i的化学势
μ
i
{displaystyle mu _{i}}
可由下式表达:这里的
μ
i
⊖
{displaystyle mu _{i}^{ominus }}
代表组分i在标准状态下的化学势。而在真实溶液中,组分i-组分i间的作用力和组分i-其他组分间的作用力并不相等,导致了组分i并不满足拉乌尔定律,其化学势也不满足以上关系,即偏离了理想溶液的行为,为此吉尔伯特·牛顿·路易斯引入了活性和活性系数的概念。
定义:这里的
a
x
,
i
{displaystyle a_{x,i}}
是组分i以摩尔分数所表示的活性,
γ
x
,
i
{displaystyle gamma _{x,i}}
则是组分i用摩尔分数所表示的活性系数。引入活性和活性系数后,拉伍尔定律可以修正为:组分i的化学势则可以修正为:真实溶液的浓度越稀,溶剂的活性系数就越接近1,活性和摩尔分数近乎相等,其行为越接近理想溶液。浓度越高,活性系数越偏离1,真实溶液的行为偏差理想溶液就越大,比如对于浓度较高的电解质溶液,其活性就无法用摩尔分数取代,这一点在电化学和土壤化学中十分常见。当化学反应:
α
A
+
β
B
⇌
σ
S
+
τ
T
{displaystyle alpha A+beta Brightleftharpoons sigma S+tau T}
达到化学平衡时,反应物化学势的和等于生成物化学势的和,反应的吉布斯能变化
Δ
r
G
{displaystyle Delta _{r}G}
为0,即:将每种物质用活性所表示的化学势表达式代入其中得到其中的
(
σ
μ
S
⊖
+
τ
μ
T
⊖
−
α
μ
A
⊖
−
β
μ
B
⊖
)
{displaystyle left(sigma mu _{S}^{ominus }+tau mu _{T}^{ominus }-alpha mu _{A}^{ominus }-beta mu _{B}^{ominus }right)}
是反应在标准状况下的吉布斯能变化
Δ
r
G
⊖
{displaystyle Delta _{r}G^{ominus }}
于是此时的平衡常数由平时的
K
=
a
S
σ
a
T
τ
a
A
α
a
B
β
{displaystyle K={frac {a_{S}^{sigma }a_{T}^{tau }}{a_{A}^{alpha }a_{B}^{beta }}}}
修正为:活性系数可以通过实验测量和理论计算结合的方法求出,常见方法有蒸气压法、德拜-休克尔极限公式法、图解积分法和测量电动势法等:引入活性系数后,拉乌尔定律修正为:可通过测定某一浓度下溶液蒸汽压和饱和蒸汽压的比值,除以其摩尔分数,即为活性系数。德拜-休克尔极限公式给出了某种离子i的活性系数和离子强度的关系:其中
z
i
{displaystyle z_{i}}
是离子所带的电荷数,
I
{displaystyle I}
是溶液中的离子强度,
A
{displaystyle A}
是和溶剂有关的常数。
但德拜-休克尔极限公式只适用于稀溶液,对于较高浓度的电解质溶液,需要使用戴维斯公式或pitzer公式等修正后的方法。对于双组分溶液,根据吉布斯-杜安方程,于恒压P和恒温T下根据用活性系数表示的化学势可得代入吉布斯-杜亥姆方程:注意到所以这样,在已知其中一种组分的活性系数之后,可以通过积分求出另一种活性系数,或用这一关系检验所测得的活性系数数值是否具有热力学一致性。
相关
- 着重强调焦点(缩写为:foc)是一种语法的类别,用于确定句子的哪一部分能够提供新的、不可推导的或对比的信息。焦点与信息结构(英语:Information structure)有关。对比焦点尤其是指与对话者 (
- 法布里丘斯约翰·克里斯蒂安·法布里丘斯(丹麦语:Johann Christian Fabricius,1745年1月7日-1808年3月3日)是一位丹麦昆虫学家,因通过昆虫的口器进行昆虫分类的研究而知名。出生于丹麦南部城
- 单一市场共同市场(英语:Common market)或称单一市场(英语:Single market)。经济一体化的主要阶段并举例说明优惠贸易安排:在实行优惠贸易安排的成员间,通过协定或其他形式对全部商品或部分商
- Wiki标记语言Wiki标记语言(英语:Wiki markup language),亦称Wikitext语言、wiki代码,是一种轻量级标记语言,用于撰写Wiki网页,例如维基百科。它在HTML基础上进行简化,最终目的是由Wiki软件转换成
- 詹姆斯·K·波尔克詹姆斯·诺克斯·波尔克(James Knox Polk,1795年11月2日-1849年6月15日),第11任美国总统,任期自1845年3月4日至1849年3月4日。波尔克出生于北卡罗来纳州梅克伦堡县的派恩维尔,但他
- 中庭中庭,是四周由建筑物围绕而成的空地。中庭可能是广场、花园、球场或四合院中间的空地。在建筑中,中庭是指一块开阔的空间,通常有几层楼高并开有窗户,在办公楼中中庭通常紧邻主入
- 含肺鱼含肺鱼(学名:Hyneria)是一种史前的掠食性鱼类,生存于3亿6000万年前的泥盆纪法门阶。它们体长约2.5~3.7米(8.2~12.1英尺)并重达2吨,是目前发现第二大的肉鳍鱼,仅次于根齿鱼属。其骨骼显
- 切片面包白面包(英语:white bread)指使用去除麦糠和胚芽的小麦面粉烘烤的面包,因为去除了小麦中的油脂,保存期限较长。白面包其中一种形态是长条形,切片时呈方形,故又名方包。白面包主要由
- Scandinavian Mountains坐标:65°00′N 14°00′E / 65.000°N 14.000°E / 65.000; 14.000斯堪的纳维亚山脉(瑞典语:Skanderna、Fjällen或者Kölen,挪威语:Kjølen),是斯堪的纳维亚半岛上的主要山系。该
- 自由、安全与正义的领域本文是 欧洲联盟的政治与政府 系列条目之一“自由、安全与正义的领域”(英语:Area of freedom, security and justice;德语:Raum der Freiheit, der Sicherheit und des Rechts)