Теория Дебая — Хюккеля

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Тео́рия си́льных электроли́тов Деба́я — Хю́ккеля — предложенная Петером Дебаем и Эрихом Хюккелем в 1923 году статистическая теория разбавленных растворов сильных электролитов, согласно которой каждый ион действием своего электрического заряда поляризует окружение и образует вокруг себя некоторое преобладание ионов противоположного знака — так называемую ионную атмосферу.

В отсутствие внешнего электрического поля ионная атмосфера имеет сферическую симметрию, и её заряд равен по величине и противоположен по знаку заряда, создающего её центрального иона.

При решении уравнения Пуассона авторы теории заменили экспоненциальное распределение ионов степенным рядом, используя только два его члена. Поэтому теория Дебая – Хюккеля пригодна только для малых концентраций -- намного меньших чем 1 моль/л. Некоторые авторы из теоретических соображений полагают она пригодна до концентрации 0.001 моль/л, а другие на основании экспериментальных данных считают, что ее можно применять до 0.015 моль/л.

Основной недостаток теории – замена ионов точечными зарядами. В таком случае все ионы одной и той же валентности должны иметь одинаковые свойства, что противоречит действительности.

Онзагер в 1926 году, предложил использовать эту теорию для расчета эквивалентной электропроводности электролита λ. Невозможность получения индивидуальной характеристики ионов по этой теории Онзагер обошел, используя экспериментальные значения эквивалентных электропроводностей при бесконечном разбавлении иона  не только для определения первоначальной точки отсчета, но и для учета влияния ионов при изменении концентрации.

Идея Онзагера легла в основу многих работ, в которых уточнялись зависимости λ путем значительного усложнения расчетных формул, но всегда с использованием экспериментального значения электропроводностей при бесконечном разбавлении иона. Последняя формула Фуосса (1968 год) по его утверждению пригодна до концентрации 0.1 моль/л. Учитывая, что при такой концентрации теория Дебая – Хюккеля непригодна, формулу Фуосса следует считать сложной эмпирической  формулой.    

Литература[править | править вики-текст]

  • Робинсон Р., Стокс Р. Растворы электролитов, пер. с англ. — М., 1963 — с. 269-81;
  • Измайлов Н. А. Электрохимия растворов, 3 изд. — М., 1976 — с. 68-89.
  • Куни Ф. М. Статистическая физика и термодинамика.
  • Егер Э., Залкинд А. (ред.) Методы измерения в электрохимии, т. 2 -- Мир, М. 1977, гл. 1

Ссылки[править | править вики-текст]