一種新的電解質(zhì)溶液理論模型.pdf

1、電解質(zhì)溶液理論在化學化工、濕法冶金、生命科學、材料科學、海洋化學、環(huán)境保護、土壤科學及鹽湖鹵水資源開發(fā)等研究領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。自Debye-Huckel理論創(chuàng)立以來，出現(xiàn)了很多的電解質(zhì)溶液理論和模型，這些理論或模型的主體思想大致分為兩種：1)僅分析電解質(zhì)溶液中離子的長程靜電相互作用力；2)不僅考慮長程相互作用，還考慮粒子間短程相互作用力(如排斥力和色散力等)，這些相互作用力通常被認為是相互獨立，互不影響，然后通過相互作用力的加和

2、構(gòu)成多參數(shù)電解質(zhì)溶液理論或模型。然而，電解質(zhì)溶液中，溶劑的量遠大于電解質(zhì)的量，對體系進行研究時，我們應(yīng)該考慮溶劑之間的相互作用，同時也要考體系中各作用力的相互影響。因而，尋找新的思路，提出新的電解質(zhì)溶液理論具有重大的現(xiàn)實意義。
　　 基于統(tǒng)計熱力學中巨正則系綜的理論，結(jié)合電解質(zhì)溶液離子水化數(shù)的變化規(guī)律，并假設(shè)電解質(zhì)溶液中總粒子數(shù)是恒定的。采用數(shù)學方法，推導出關(guān)于溶劑為主體的電解質(zhì)溶液活度系數(shù)新模型為
　　 Aφ和b值在P

3、itzer方程中已有計算值，本文對K和K1值進行了詳細計算。
　　 論文把原始模型應(yīng)用至40多種單一電解質(zhì)溶液中，原始模型的擬合方差均小于0.08，擬合曲線與實驗數(shù)據(jù)重合得較好。原始模型的兩個參數(shù)K和K1的擬合結(jié)果不僅與電解質(zhì)的半徑有關(guān)，還與電解質(zhì)正負離子的價態(tài)有關(guān)。因而，原始模型可以嚴格應(yīng)用于計算不同電解質(zhì)溶液的活度系數(shù)，同時也驗證了推導過程中參數(shù)物理意義的定義是準確的。
　　 為了更加簡化原始模型，使其應(yīng)用得更加簡便

4、，作者對原始模型進行了簡化，從而得出優(yōu)化模型為
　　 lnr±=ln(1+b'I0.6)[2ln(I)+c]
　　 模型中，b’和c是模型的調(diào)節(jié)參數(shù)。b’主要體現(xiàn)的是電解質(zhì)離子之間的相互作用對總的相互作用的貢獻，c是電解質(zhì)和溶劑對總的相互作用的共同貢獻。
　　 論文把優(yōu)化模型應(yīng)用至單一電解質(zhì)溶液、混合電解質(zhì)溶液以及非電解質(zhì)溶液中，結(jié)果表明：這些溶液中，優(yōu)化模型的擬合方差均小于0.01，且它們的擬合曲線與實驗數(shù)據(jù)有