單電解質水溶液離子活性係數之探討

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Title:	單電解質水溶液離子活性係數之探討
Authors:	蔡坤明;Kun-Ming Cai
Contributors:	化學工程與材料工程研究所
Keywords:	離子選擇電極;活性係數;電解質;activity coefficient;electrolytes
Date:	2001-07-14
Issue Date:	2009-09-21 12:19:46 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	本研究目的在於探討 KCl 、NaCl 、KBr、 NaBr 、CaCl2單價電解質的活性係數，比較其在不同濃度、溫度、及其相對離子的環境下，其活性係數的差異，從而討論其代表的物理意義及現象。論文中提出四種計算平均活性係數的方法，並比較其優缺點，而本實驗是使用離子選擇電極來量測電動勢、利用無因次電位法來計算其單離子活性係數，再推算平均活性係數，並與文獻值做比較。實驗結果顯示，在單電解質水溶液中，陽離子的活性係數，與陰離子的活性係數不同。這由於離子間、及離子與溶劑間的交互作用力。而離子的活性係數，也與相反離子的性質有關。我們可以發現在NaCl、KCl、LiCl、CsCl水溶液中Na+、K+、Li+、Cs+的個別活性係數數據，相同濃度下其大小排列依次為Li+>Na+> K+> Cs+，此外，我們由Robinson and Stoke所提出的水合數大小亦為Li+>Na+> K+> Cs+。又1970 年Bate et.al及1999年Vera，他們所提出的水合理論得知，，h為水合數，由這樣的結果得知水合數愈大，活性係數愈大，水合數的物理意義代表離子與水分子的作用力，因此當離子與水分子作用力愈大，則表示離子的活性係數愈大。在溫度效應下，固定濃度的單電解質水溶液其離子活性係數隨著系統溫度的升高而降低。最後，以修正型的Pitzer-Debye-Hückel 模式，來關聯整個實驗數據，獲得不錯的擬合結果。如：溫度在298.15K的KCl電解質水溶液中，個別離子活性係數關聯結果誤差百分率(error ﹪)值皆小於1.5﹪。
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