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haofuyu123

新虫 (初入文坛)

[求助] 电解质离子溶质化学势与亨利定律 已有1人参与

很多物理化学教材中对于水溶液中某种离子B的化学势有如图所示的阐述
这和根据亨利定律推导得到的分子态溶质化学势的形式是一致的,但是教材中又说亨利定律适用于挥发性溶质,而且溶质在气体和溶质中的分子状态必须是相同的,电解质溶质应该是不符合这个要求的吧,既然如此那请问这样表述的理由是什么呢?如果表述(1)只是借助由亨利定律推导得到的分子态溶质化学势的形式,仅仅是取其形式,然后配以活度系数进行修正,那这可以理解,但是这样的话表述(2)成立的理由又是什么呢?而且教材中说目前没有测量测量单个离子活度的严格方法,那么表述(2)就没有办法验证,何言正确呢与否呢?大家是怎么考虑这个问题的。
望高手帮我解惑!

电解质离子溶质化学势与亨利定律
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忠辉爵士

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
式1似乎和不需要联系亨利定律,化学势和活度系数的定义就是如此。
式2是不对的。根据吉布斯-杜亥姆方程(下面的1表示溶质,2表示溶剂),dlnγ1/dlnγ2=dlnx1/dlnx2<0(因为溶质的热力学浓度增加必然导致溶剂热力学浓度的减少,两者浓度之和为1),显然,γ1和γ2的增减性相反。当无限稀释时,γ2显然趋向1(溶液接近纯溶剂),则γ1只能远离1而非趋向1(如果本来都γi<0,则γ2→1,γ1只能变得更小;本来γi>0,则γ2→1时,γ1只能变得更大)。
2楼2014-10-28 18:16:24
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haofuyu123

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by 忠辉爵士 at 2014-10-28 18:16:24
式1似乎和不需要联系亨利定律,化学势和活度系数的定义就是如此。
式2是不对的。根据吉布斯-杜亥姆方程(下面的1表示溶质,2表示溶剂),dlnγ1/dlnγ2=dlnx1/dlnx2<0(因为溶质的热力学浓度增加必然导致溶剂热 ...

抱歉,我打错了,(2)中是伽马趋于1,不是0。您说的这个应该是杜亥姆-马居尔方程的结论,它是吉布斯——杜亥姆方程的特例,它讨论的是二组分液相系统,但对于电解质水溶液系统,里面有溶剂、阳离子、阴离子,所以至少是三组分系统,应该用一般的吉布斯——杜亥姆方程,这时您提出的上式公式就不成立了吧
3楼2014-10-29 09:13:50
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忠辉爵士

木虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by haofuyu123 at 2014-10-29 09:13:50
抱歉,我打错了,(2)中是伽马趋于1,不是0。您说的这个应该是杜亥姆-马居尔方程的结论,它是吉布斯——杜亥姆方程的特例,它讨论的是二组分液相系统,但对于电解质水溶液系统,里面有溶剂、阳离子、阴离子,所以 ...

就按三组分系统,x1dμ1+x2dμ2+x3dμ3=0,不妨令x1=x2(即1:1的电解质,如果不是1:1只是多个系数罢了),则2x1(dμ1+dμ2)+(1-2x1)dμ3=0,显然μi=μ*+RTln(xiγi),则dμi=RTdlnγi,代入,得2x1(dlnγ1+dlnγ2)+(1-2x1)dlnγ3=0,可见γ1γ2的乘积仍然是远离1的(和之前二组分的分析一样),显然不会趋向1。在无限稀释下,体系更接近纯溶剂,所以溶剂的活度是趋向1的,溶质活度趋向1显然缺乏微观上的解释。
4楼2014-10-29 11:04:12
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