Методическое пособие для изучения теоретического курса химии

I = y,ZC,zf, 1/ /2 (9.12) где i - порядковый номер иона. Основные положения электростатической теории сильных электро­ литов Дебая и Хюккеля. Теория Аррениуса, базирующаяся на представле­ ниях о полной диссоциации молекул в растворе, дает правильное количе­ ственной описание свойств разбавленных растворов, для которых основную роль играет число частиц растворенного вещества в единице объема раствора, а различиями в силах взаимодействия между заряженными и незаряженными частицами можно пренебречь, считая все силы межчастичных взаимодей­ ствий силами Ван-дер- Ваальса. Такой подход вполне оправдан, когда речь идет о разбавленных слабых электролитах. Но для растворов сильных электролитов, даже разбавленных, определен­ ную роль играют дальнодействующие электростатические силы, которые дос­ таточно медленно убывают с расстоянием. Для описания этих сил межчастич­ ного взаимодействия была разработана теория Дебая-Хюккеля. Согласно представлениям этой теории, электролит в растворе диссоции­ рован полностью и концентрация ионов определяется только аналитической концентрацией электролита. Из всех свойств ионов теория учитывает только заряд, а такие характеристики иона, как его радиус, поляризуемость и т. д. не учитываются. Каждый ион окружен сферической ионной атмосферой, в кото­ рой преобладают заряды противоположного знака. Ионные атмосферы пере­ крываются, так что центральный ион одной ионной атмосферы сам входит в состав ионной атмосферы другого центрального иона. Реальное расположе­ ние ионов в объеме раствора является следствием двух противоположных тенденций: упорядоченное расположение ионов под действием электростати­ ческих сил, подобное расположению в узлах ионного кристалла, нарушается хаотическим тепловым движением частиц в растворе. Растворителю отводит­ ся роль среды с некоторой диэлектрической проницаемостью, которая при­ нимается равной диэлектрической проницаемости чистого растворителя. Мо­ лекулярная структура растворителя и его роль в образовании сольватов во внимание не принимается. Сделанные упрощающие допущения существенно ограничивают область применения этой теории, но позволяют на основании законов электростатики непрерывных сред получить (в первом приближении) уравнение, связываю­ щее коэффициент активности у± электролита с ионной силой раствора и даю­ щее теоретическое обоснование эмпирическому закону ионной силы: Это уравнение носит название предельного закона Дебая. Здесь z+ и z_ — 1ду± = -A\z+z_\^ (9.13)