5.6.1 Výpočet středních aktivitních koeficientů elektrolytu pomocí limitního Debyeova-Hückelova zákona

Vypočítejte pomocí Debyova-Hückelova vztahu střední aktivitní koeficient chloridu draselného eventuálně síranu hlinitého při teplotě 25 °C u vodných roztoků:
a) chloridu draselného o molalitě 0,001 mol/kg,
b) chloridu draselného o molalitě 0,001 mol/kg, který ještě obsahuje 0,001 mol/kg NaCl,
c) chloridu draselného v roztoku o molalitě 0,001 mol/kg, který dále obsahuje 0,0005 mol/kg CuSO4,
d) síranu hlinitého v roztoku o molalitě 0,0001 mol/kg.

Výsledek

a) $..$ b) $..$ c) $..$ d) $..$

Postup

Pro jednotlivé případy si vypočteme iontovou sílu podle (5.80) a aktivitní koeficienty podle (5.81).

Řešení

Pro střední aktivitní koeficienty elektrolytů ve zředěných roztocích platí Debyeův-Hückelův limitní zákon (5.81) s parametrem A = 1,1762 mol1/2/kg1/2) .
a) Pro iontovou sílu podle (5.80) platí

displaymath

a dosazením do Debyeova-Hückelova zákona (5.81) dostaneme střední aktivitní koeficient:

displaymath

b) V tomto případě musíme zahrnout do výpočtu iontové síly všechny ionty, vzniklé disociací obou sloučenin. Tedy platí

displaymath

c) I v tomto případě je nutné zahrnout do výpočtu iontové síly všechny ionty přítomné v roztoku, přestože síran mědnatý zde působí jen jako indiferentní elektrolyt. Platí tedy

displaymath

d) Při výpočtu iontové síly síranu hlinitého je třeba vzít v úvahu, že při disociaci této soli vzniká různý počet aniontů a kationtů a molality iontů v roztoku nejsou proto rovny molalitě rozpuštěné látky. Disociace probíhá podle rovnice

displaymath

a

displaymath

Iontová síla má proto hodnotu

displaymath

a pro střední aktivitní koeficient dostaneme

displaymath