第一章___电解质溶液理论

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第一章
电解质溶液理论
1.1分子间的力
分子间的作用力绝大部分来自于构成分子的原子核与围绕核而 运动的电子的电荷的吸引力和排斥力。 1.离子和离子之间的作用力，主要来自于所带电荷的吸引力和排 斥力。两个不同电荷离子间的相互作用力和吸引能：
相互作 用力
z Aez B e z A z B e 2 F 2 4 0 r 4 0 r 2
的吸引力和排斥力。 1）离子与永久偶极子之间的势能：
ee0 ee0 U l l r cos r cos 2 2
依赖于偶极 子的取向
1 ee0l cos 1 4 0 r 2 1 l 2 cos 2 4 0 4
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电解质溶液理论
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电解质溶液理论
主要有两大理论：
离子互吸理论－－是描述静态性质活度与浓度的关系的理论； 电导理论－－是描述动态性质电导与浓度关系的理论。 目的是为了定量的表达对于电解质体系最重要的两个物理量
－－有效浓度与电导。
理论建立的方式：分析电解质溶液与理想溶液的差别，分析 溶液中各种粒子间的相互作用情况。
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电解质溶液理论
两大理论的核心是离子云模型。
离子云模型是描述溶液中离子存在状态的一种模型。 是分析电解质溶液中存在于各种粒子的相互作用的性质而 建立的。 或者说是描述电解质溶液中离子相互作用的一种模型。
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1.1分子间的力
电解质是一个多物种的体系，中间有离子、离子对、极性分子 等。各种粒子间的作用直接影响到电解质溶液的性质。 为了深入研究电解质的性质和结构，必须研究和了解各种粒子 间的作用。 构成电解质的各种粒子，或者是离子，或者是分子。除各别的 外，都是由原子核和核外电子组成。 原子核带有一定的正电荷，而电子带负电荷。各种粒子间的作 用力能绝大部分来自这些电荷的吸引力和推斥力。
子型晶体，可能电解质是非离子型晶体。 3.根据是否完全离解或缔合：非缔合式电解质和缔合式电解质。非缔合
式电解质在溶剂中完全电离，缔合式电解质中有未电离的共价健分子
或含有离子对的电解质。
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电解质溶液理论
作为形成电化学体系必有不可少的物质，电解质的的性质关系直接关
系到电解过程是否可以进行，电解过程的能量消耗和能量效应。
因此从发现电化学现象一开始，人们就致力于电解质溶液的研究和理 论的建立。
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对电解质溶液的研究包括两个方面：
一.为什么电解质可以导电？为什么离解，怎样离解？ 二.描述电解质性质有哪些参数？什么因素可以影响到电解质的性质？
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静态性质：
电解质溶液理论
没有外加电场情况下电解质的性质。包括：活度、电离度、凝固点、 渗透压、蒸气压等，其中最重要的是溶液的活度，即溶液的真实浓度。 对于电解质来说，即起作用的离子的真实浓度。 动态性质： 有外加电场时电解质的性质。包括：电导、扩散系数、淌度等。动 态性质中最重的就是溶液的电导，由电流流过电池时能参与导电的粒
子的浓度与性质决定。
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电解质溶液理论
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电解质溶液理论
而电解质溶液的性质与溶质的性质有关，与溶剂的性质有关， 与电解质中各种粒子间的相互作用有关。
这一章的内容主要包括以下几个方面
1.溶液中各种粒子间的相互作用——分子间力
2.溶剂化及对溶液性能的影响－－离子水化 3.德拜-尤格尔离子互吸理论－活度系数极限公式 4.电导理论——电导公式 5.离子缔合及高浓度电解质溶液的结构
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电解质溶液理论
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电解质溶液理论
电解质的分为液体电解质和固体电解质两大类。 固体电解质：以离子的在电场下的定向运动作为导电机制的固体。 液体电解质：以离子的在电场下的定向运动作为导电机制的液体。 有机物溶液 溶液电解质 液体电解质可分为 熔盐电解质 水溶液体系
最重要的电解质体系
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电解质分子在溶剂中会电离成正离子和负离子，正负离子也可以结合 成分子，电离的程度很大程度上决定着溶液的结构和性质。 电解质有三种分类方式： 1.根据电解质中溶剂中的行为：分为强电解质和弱电解质；
2.根据电解质的结构知识：真实电解质和可能电解质，真实电解质是离
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1.1分子间的力
我们可以把溶液中的各种粒子归纳为一个广义的分子；
如果这个粒子的正电荷负电荷数大少相等，电荷中心重合，那么就是
电中性的，这就一个中性且没有极性的分子。
如果粒子的正负电荷相等，但中心不重合，那么这个粒子就是带有极
性的分子即一个偶极子；
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如果这个粒子的正负电荷不相等，就是一个离子。
（1－1）
z A zB e2 z A zBe2 U Fdr dr 2 4 0 r 4 0 r
r r
[1－2（a）]
两离子间 的吸引能
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1.1分子间的力
2.离子与偶极子之间的作用力，主要来自于电荷和偶极正负之间
(1－3）
2）离子与感生偶极子之间的势能：
a ze az 2 e 2 U 2 4 0 r 2 32 2 0 2 r 4
2
(1－7b）
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1.1分子间的力
3.偶极子和偶极子之间的作用力，主要来自于偶极子的偶极正负 之间的吸引力和排斥力。
偶极子间的相互作用的势能
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电解质溶液理论
导电体根据导电载流子不同，分为两类： 第一类导体：导电载流子为电子或空穴的导体 第二类导体：导电载流子为正负离子的导体 电解质就是以离子作为载流子的导电体系，属于第二类导体。 当电化学体系中，正是由于第一类导体和第二类导体的接触面上发生 电荷传递时伴随有化学反应，从而产生电化学现象。 电解质是构成电化学体系、实现电化学反应必不可少的物质。电解质 的性质必须直接关系到电化学体系中反应进行。
1.1分子间的力
4.色散力：中性分子或离子具有瞬间的周期变化的偶极距，伴随