Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий
Система Orphus

ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ

ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ, статистич. теория разбавленных р-ров сильных электролитов, позволяющая рассчитать коэф. активности ионов. Основана на предположении о полной диссоциации электролита на ионы, к-рые распределены в р-рителе, рассматриваемом как непрерывная среда. Каждый ион действием своего электрич. заряда поляризует окружение и образует вокруг себя нек-рое преобладание ионов противоположного знака - т. наз. ионную атмосферу. В отсутствие внеш. электрич. поля ионная атмосфера имеет сферич. симметрию и ее заряд равен по величине и противоположен по знаку заряду создающего ее центр. иона. Потенциал j суммарного электрич. поля, создаваемого центр. ионом и его ионной атмосферой в точке, расположенной на расстоянии r от центр. иона, м.б. рассчитан, если ионную атмосферу описывать непрерывным распределением плотности r заряда около центр. иона. Для расчета используют ур-ние Пуассона (в системе СИ):

n2j = -r/ee0,

где n2-оператор Лапласа, e - диэлектрич. проницаемость р-рителя, e0 - электрич. постоянная (диэлектрич. проницаемость вакуума). Для каждого i-го сорта ионов r описывается ф-цией распределения Больцмана; тогда в приближении, рассматривающем ионы как точечные заряды (первое приближение Дебая - Хюккеля теории), решение ур-ния Пуассона принимает вид:
001_020-11.jpg
где z - зарядовое число центр. иона, rd - т. наз. дебаевский радиус экранирования (радиус ионной атмосферы). На расстояниях r > rd потенциал j становится пренебрежимо малым, т. е. ионная атмосфера экранирует электрич. поле центр. иона. Величина rd равна радиусу сферы, заряд к-рой равен заряду центр. иона и к-рая создает в месте нахождения центр. иона такой же потенциал, что и ионная атмосфера; значение rd выражается ф-лой:
001_020-12.jpg
где k - постоянная Больцмана, Т - т-ра, NA - постоянная Авогадро, I - т. наз. ионная сила р-ра, зависящая от состава. Она определяется выражением:
001_020-13.jpg
где сi - молярная концентрация i-го иона в моль/см3, zi - eгo зарядовое число; суммирование производится по всем типам ионов, присутствующих в р-ре. Дебая - Хюккеля теория дает возможность рассчитать средний ионный коэф. активности из выражения (предельный закон Дебая-Хюккеля):
001_020-14.jpg
где коэф. А выражается ф-лой:
001_020-15.jpg
Для водных р-ров при 25°С А = 0,51. Согласно правилу Льюиса-Рендалла, коэф. активности данного типа ионов не зависит от типа др. присутствующих в р-ре ионов, а зависит только от ионной силы р-ра. Дебая - Хюккеля теорию широко используют для расчета коэф. активности ионов в разбавленных р-рах и концентрац. зависимости осмотич. коэффициентов. В первом приближении теория удовлетворительно описывает св-ва р-ров 1,1-валентных электролитов в области концентраций до 0,01 М, а для др. электролитов и неводных р-ров - в меньшем диапазоне концентраций. Введение поправок, учитывающих конечный размер ионов (второе приближение) и уменьшение e вблизи ионов (третье приближение), позволяет применять Дебая - Хюккеля теорию в более широком диапазоне концентраций; для водных р-ров 1,1-валентных электролитов - до 0,1 М. Ур-ние для расчета коэф. активности в третьем приближении Дебая - Хюккеля теории имеет вид:
001_020-16.jpg
где В и С - эмпирич. постоянные. Ограниченность Дебая - Хюккеля теории обусловлена пренебрежением ассоциаций ионов, представлением о р-рителе как о непрерывной среде, характеризуемой только значением e, т. е. неучетом мол. структуры р-рителя и его взаимод. с ионами. Дебая - Хюккеля теория является основой теории электропроводности разбавл. р-ров сильных электролитов, разработанной Л. Онсагером. Она позволяет объяснить увеличение электропроводности р-ра при повышении напряженности постоянного электрич. поля (эффект Вина) и в высокочастотном поле (эффект Дебая-Фалькенхагена). В этих условиях ионная атмосфера, тормозящая движение ионов, не успевает образоваться (см. Электропроводность электролитов). Теория создана П. Дебаем и Э. Хюккелем в 1923.
===
Исп. литература для статьи «ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ»: Робинсон Р., Стокc Р., Растворы электролитов, пер. с англ., М., 1963, с. 269-81; Измайлов Н. А., Электрохимия растворов, 3 изд., М., 1976, с. 68-89. А. И. Мишустин.

Страница «ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


Яндекс.Метрика


© ХиМиК.ру



Обратная связь / Реклама / Дизайн сайта