CHƯƠNG 4:
HOẠT ĐỘ -NỒNG ĐỘ
TS. Võ Nguyễn Xuân Quế
NỘI DUNG
1. Giới thiệu mối quan hệ giữa các nồng độ và hoạt độ (nồng
độ lý tưởng về mặt nhiệt động học)của các thành phần hóa
học khác nhau - dung môi, chất hòa tan, khí và chất rắn
2. Ứng dụng công thức thực nghiệm (Debye Hückel) để tính
toán cường độ ion và hệ số hoạt động
KHÁI NIỆM
Trạng thái tham chiếu
Hoạt độ là đại lượng không thứ nguyên chỉ hoạt tính tương đối của
của một chất, so với hoạt tính của nó ởtrạng thái tham chiếu.
f (fugacity) là đại lượng biểu thị khả năng thoát khỏi trạng thái nhất
định của một chất:lnfi=Gi/RT+ hằng số
Ở một nhiệt độ và áp suất nhất định, trạng thái tham chiếu của một
chất là trạng thái mà f = a = C và = 1
a = hoạt độ
C = nồng độ (mol L−1),
=hệ số hoạt độ (a = C)
KHÁI NIỆM
Trạng thái tham chiếu
Quy ước 1 (Raoultian behavior -chất rắn và chất lỏng):
1. Có hoạt độ lý tưởng khi chúng là tinh khiết (một thành phần): a →
Cvà →1 khi ở trạng thái tinh khiết (C →1)
2. Nếu hòa tan chất tan không mang điện tích trong một pha khác thì
các tương tác không lý tưởng xảy ra làm cho > 1 (VD:chất hữu
cơ không mang điện tích vào nước).
Quy ước 2 (Henryan behavior – chất tan điện li):
1. Có hoạt độ lý tưởng khi nồng độ mol hoặc phần mol của nó bằng
0: a →Cvà →1 khi C →0
2. Dung dịch hòa tan chất điện li đạt trạng thái lý tưởng khi nồng độ
dung dịch thấp (dung dịch loãng). Trạng thái không lý tưởng của
dung dịch làm cho 0 < < 1
KHÁI NIỆM
Trạng thái tiêu chuẩn
Công thức biểu diễn mối quan hệ giữa hoạt độ và nồng độ:
Ci,actual =nồng độ thực tế (mol L−1)
Ci,std =nồng độ ở điều kiện tiêu chuẩn (mol L−1)
Trạng thái tiêu chuẩn của chất lỏng hoặc chất rắn là trạng thái của
chất tinh khiết ở áp suất 1 atm (a = C = = 1)
Với chất tan thực, a≠1ở điều kiện C = 1 mol/L, vì vậy trạng thái tiêu
chuẩn cho chất tan chỉ là trạng thái giả định, không có thực.
Với chất khí, trạng thái tiêu chuẩn là trạng thái a = f và a/P = 1, xảy ra
khi P = 0. Vậy trong các điều kiện áp suất chân không, chất khí hoạt
động như một khí lý tưởng và a0= f0= 1 khi P = 0.