Aktivitet

Aktivitet - En korrigert konsentrasjonsstørrelse, spesielt viktig i konsentrerte løsninger. Sammenhengen mellom konsentrasjon av et stoff (c) og aktiviteten (a) er gitt via en aktivitetskoeffisient. Aktiviteten er som regel mindre enn konsentrasjonen. For uladete stoffer er aktivitetskoeffisienten litt mindre enn 1. For enverdige ioner er aktivitetskoeffisienten ca. 0.7 og for toverdige ioner er den ca. 0.3. Aktivitetskoeffisienten angir forholdet mellom aktiviteten til et ion og dets molare konsentrasjon. F.eks. i kjemisk potensial inngår konsentrasjonsleddet RTlna.

Vi bruker ofte aktivitet (a) i stedet for konsentrasjon (c). Sammenheng mellom aktivitet og konsentrasjon er:

\(a=\gamma \cdot c\)

hvor γ er aktivitetskoeffisienten. Aktivitetskoeffisienten er det tallet som vi må multiplisere molariteten (egentlig  molaliteten) med for å få aktiviteten. Aktiviteten er som regel mindre enn konsentrasjonen. For høyere konsentrasjoner enn 10-4 M er aktiviteten  betydelig mindre. Aktivitetskoeffisienten er alltid mindre enn 1 for ladete stoffer.

For en 0.3 M glukoseløsning er aktivitetskoeffisienten lik 0.96. Både Brønsted, Debye og Hückel studerte elektrolyttenes kjemi og kom fram til at aktivitetskoeffisienten varierte med kvadratroten til ionestyrken. Slike studier baserte seg på løseligheten av salter i elektrolytter med forskjellige konsentrasjoner.

Ionestyrke I er gitt ved:

\(I = \frac{1}{2}\sum c_jz_j^2\)

hvor cj er molariteten for stoffet j, og zj er valensen av hvert ion i løsningen.

F.eks. 0.01 M Na2SO4 har ionestyrke: I = 1/2(0.01× 12 + 0.01× (-2)2)= 0.025

Debye & Hückel fant for ionestyrke I< 0.01 M at:

\(log \gamma_j= -Az_j^2 \sqrt I\)

A- konstant som er avhengig av temperatur og dielektrisitetskonstanten til løsningsmiddelet, I er ionestyrken og z er ladningen.

A=1.82·106(ε·T)-3/2) hvor ε er dielektrisitetskonstanten. A er tilnærmet lik 0.5 for vann ved 25 oC.

For ionestyrke I < 0.05 M kan også Güntelberg ligningen brukes:

\(log \gamma_j = -A z_j^2\frac{\sqrt I}{1 + \sqrt I}\)

For ionestyrke I<0.2M:

\(log \gamma_j=-A z_j^2 \frac{I}{I + Bd_j \sqrt I}\)

B- konstant,  dj er et uttrykk for størrelsen av det hydratiserte ion.

B=50.3(ε·T)-1/2. B=0.33 for vann ved 25oC.

Aktiviteten til løsningsmiddelet er definert ved molfraksjonen Nj:

\(a=\gamma N_j\)

Likevekten i syre-basereaksjoner vil påvirkes av ionestyrken i løsningen og effekten kan finnes empirisk eller via Debye-Hückel teori.

Litteratur

Wikipedia

 

Publisert 4. feb. 2011 10:05 - Sist endret 30. jan. 2018 15:02