مطالعه تجمع یونی با نگرش ترمودینامیكی (تجربی-نظری)

حركت یونها نسبت به یكدیگر به علت حركت گرمایی نسبتاً شدید، بطور اتفاقی صورت می گیرد، به هر حال حتی در این شرایط نیز، نیروهای كولنی تاثیر خود را تا حدودی وارد می نمایند كه نتیجة آن در یك میانگین زمانی ، احاطه شدن هر كاتیون و آنیون به وسیله یك اتمسفر یونی حاوی نسبتاً زیادی از یونهایی است كه نسبت به یون مركزی، حامل بارهایی با علامت مخالف می باشند.

قوانین الكترواستاتیك وجود نیروهای جاذبه و دافعة قابل ملاحظه ای را بین بارهای همنام و ناهمنام طلب می نماید. چنین تاثیرات متقابل، تا حدود زیادی به رفتار غیرایده آل قابل مشاهده محلولهای الكترولیتی مربوط می گردد]5[.

1-1 ترمودینامیك محلولهای الكترولیت

خواص ترمودینامیكی محلولهای الكترولیت مانند محلولهای غیر الكترولیت برحسب پتانسیل های شیمیایی وفعالیتها مورد بحث قرار می گیرد.

به هر حال یونها به خاطر بارهای الكتریكی خود شدیداً بر هم اثر نموده و انحرافات از حالت ایده‌آل حتی در غلظتهای بسیار كم مهم است]2[.

در ادامه به بررسی رفتار غیرایده آل محلولهای الكترولیت و توضیح در مورد بعضی پارامترها و توابع محلولهای الكترولیت می پردازیم.

1-1-1 رفتار غیر ایده آل محلولهای الكترولیت

در محلول یك الكترولیت، برهم كنش های گوناگونی بین اجزای محلول برقرار است، مهمترین آنها عبارتند از برهم كنش« یون – یون » ، « یون – حلال » ، « حلال- حلال ».

این برهم كنش ها موجب می شوند تا محلولهای یونی دارای رفتار غیره ایده آل باشند، به همین دلیل توابع ترمودینامیكی تشكیل محلولهای یونی كاملاً متفاوت از توابع تشكیل محلولهای ایده آل است.

در یك محلول یونی، هر یون آبپوشیده با مولكولهای آب مجاورش بر هم كنش جاذبه برقرار می كند. از سوی دیگر، یك كاتیون آبپوشیده و یك آنیون آبپوشیده یكدیگر را جذب می كنند، در حالیكه یونهای هم بار یكدیگر را دفع می نمایند.

علاوه بر آن ، در شرایطی كه یونش الكترولیت در محلول كامل نباشد، بایستی به برهم كنش های مولكول الكترولیت آبپوشیده با سایر اجزاء در محلول نیز توجه شود. گذشته از آن ، لازم است جنبش های گرمایی گونه های مختلف در محلول مدنظر قرار گیرد.

همانطور كه اشاره شد مجموع این عوامل باعث می شوند تا محلولهای یونی از حالت ایده آل بسیار دور باشند]1[.

1-1-2 فعالیت یونها در محلول الكترولیت

در مورد غیرالكترولیت ها ، فعالیت حل شونده در محلول رقیق را تقریباً برابر مولاریته فرض می كنند
( بدین معنی  كه).