химический каталог




ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ, статистич. теория разбавленных растворов сильных электролитов, позволяющая рассчитать коэффициент активности ионов. Основана на предположении о полной диссоциации электролита на ионы, которые распределены в растворителе, рассматриваемом как непрерывная среда. Каждый ион действием своего электрич. заряда поляризует окружение и образует вокруг себя некоторое преобладание ионов противоположного знака - так называемой ионную атмосферу. В отсутствие внешний электрич. поля ионная атмосфера имеет сферич. симметрию и ее заряд равен по величине и противоположен по знаку заряду создающего ее центральное иона. Потенциал j суммарного электрич. поля, создаваемого центральное ионом и его ионной атмосферой в точке, расположенной на расстоянии r от центральное иона, может быть рассчитан, если ионную атмосферу описывать непрерывным распределением плотности r заряда около центральное иона. Для расчета используют уравение Пуассона (в системе СИ):

n2j = -r/ee0,

где n2-оператор Лапласа, e - диэлектрическая проницаемость растворителя, e0 - электрич. постоянная (диэлектрическая проницаемость вакуума). Для каждого i-го сорта ионов r описывается функцией распределения Больцмана; тогда в приближении, рассматривающем ионы как точечные заряды (первое приближение ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ-Х.т.), решение уравения Пуассона принимает вид:

где z - зарядовое число центральное иона, rd - так называемой дебаевский радиус экранирования (радиус ионной атмосферы). На расстояниях r > rd потенциал j становится пренебрежимо малым, т. е. ионная атмосфера экранирует электрич. поле центральное иона. Величина rd равна радиусу сферы, заряд которой равен заряду центральное иона и которая создает в месте нахождения центральное иона такой же потенциал, что и ионная атмосфера; значение rd выражается формулой:

где k - постоянная Больцмана, Т - температура, NA - постоянная Авогадро, I - так называемой ионная сила раствора, зависящая от состава. Она определяется выражением:

где сi - молярная концентрация i-го иона в моль/см3, zi - eгo зарядовое число; суммирование производится по всем типам ионов, присутствующих в растворе. ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ-Х.т. дает возможность рассчитать средний ионный коэффициент активности из выражения (предельный закон Дебая-Хюккеля):

где коэффициент А выражается формулой:

Для водных растворов при 25°С А = 0,51. Согласно правилу Льюиса-Рендалла, коэффициент активности данного типа ионов не зависит от типа др. присутствующих в растворе ионов, а зависит только от ионной силы раствора. Д.-Х. т. широко используют для расчета коэффициент активности ионов в разбавленных растворах и концентрац. зависимости осмотич. коэффициентов. В первом приближении теория удовлетворительно описывает свойства растворов 1,1-валентных электролитов в области концентраций до 0,01 М, а для др. электролитов и неводных растворов - в меньшем диапазоне концентраций. Введение поправок, учитывающих конечный размер ионов (второе приближение) и уменьшение e вблизи ионов (третье приближение), позволяет применять ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ-Х. т. в более широком диапазоне концентраций; для водных растворов 1,1-валентных электролитов - до 0,1 М. Уравнение для расчета коэффициент активности в третьем приближении ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ-Х. т. имеет вид:

где В и С - эмпирическая постоянные. Ограниченность ДЕБАЯ - ХЮККЕЛЯ ТЕОРИЯ-Х.т. обусловлена пренебрежением ассоциаций ионов, представлением о растворителе как о непрерывной среде, характеризуемой только значением e, т. е. неучетом мол. структуры растворителя и его взаимодействие с ионами. Д.-Х. т. является основой теории электропроводности разбавл. растворов сильных электролитов, разработанной Л. Онсагером. Она позволяет объяснить увеличение электропроводности раствора 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.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
emigres baltico gris
эффективные твердотопливные котлы
Газовые котлы Vaillant atmoCRAFT vk int 1454/9
курсы таможенного специалиста

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)