Aktiflik ve iyon şiddeti

... konulu sunumlar: "Aktiflik ve iyon şiddeti"— Sunum transkripti:

1 Aktiflik ve iyon şiddeti
İyonik çözeltilerde katyonlar negatif, anyonlar ise pozitif iyonlar tarafından çevrelenirler. İyonların etrafında zıt yüklü iyonlar tarafından oluşturulan iyon bulutları bulunur. Deneysel sonuçlarda gözlenen konsantrasyona ETKİN KONSANTRASYON veya AKTİFLİK denir. Etkin konsantrasyonu belirtmek için de iyon konsantrasyonu bir düzeltme faktörü ile çarpılır. Tanecikler arasında hiçbir kuvvetin bulunmadığı durum ideal durum olarak adlandırılır ve böyle çözeltilere ideal çözeltiler denir.

2 Bir taneciğin aktifliği, a ile molar konsantrasyonu [c] arasındaki bağıntı,
a = f [c] ifadesiyle verilir. f aktivite katsayısıdır ve birimsizdir. M'nin aktivite katsayısı ve dolaysıyla aktivitesi bir çözeltinin "iyonik şiddeti" ile değişir. Bu nedenle bir elektrot potansiyeli hesaplamasında, veya diğer denge hesaplarında [c] yerine a'nin kullanmasıyla iyonik şiddete bağlı olmayan sayısal değerler elde edilir. İyonik şiddet aşağıdaki denklemle tarif edilir, I = ½ (C1 Z 21+ C2 Z 22 + C3 Z ) C1, C2, C3,... çözeltideki çeşitli iyonların molar konsantrasyonlarını ve Z1, Z2, Z3, ... yüklerini gösterir. Bir iyonik kuvvet, çözeltideki sadece etkin iyonlarla hesaplanmamalı, tüm iyonik tanecikler dikkate alınmalıdır.

3 ÖRNEK M NaNO2 ve M Mg(NO3)2 içeren bir çözeltinin iyonik kuvvetini he-saplayın. İyonik kuvvete H+ ve OH- konsantrasyonlarının katkısı diğer iki tuzla kıyaslandığında çok küçük olduğundan, dikkate alınmayacaktır. Na+, NO-3, ve Mg+2 iyonları sırasıyla, , , ve ’dür. Buna göre, CNa+ (1)2 = CNO3- (1 )2= CMg+2 (2)2 = Toplam = I = ½ (0.1400) =

4 Tanecikler arasında kuvvetlerin ihmal edilebilecek derecede küçük olduğu çözeltiler ideal çözelti gibi davranırlar. Böyle çözeltilere İdeal Seyreltik Çözeltiler, ideal olmayan çözeltilere ise Gerçek Çözeltiler denir. Konsantrasyon artışı ile birlikte ideal durumdan sapmalar olur. İdeal durumdan sapma nedenleri: 1- İyonlar arasındaki zayıf elektrostatik kuvvetler 2- İyon asosiasyonu 3- İyonların çözünmesi nedeni ile serbest çözücü moleküllerinin azalması. 4- Çözücü molekülleri arasındaki ilişkinin bozulması

5 5- Çözücünün dielektrik sabitinin çözünen tarafından değiştirilmesi
6- Kompleks veya disosiye olmamış bileşiklerin oluşumudur. Gerçek çözeltiler için ideal durumdan sapmadan kaynaklanan etkenlerin ortadan kaldırılması amacıyla maddenin içinde bulunduğu durumu tanımlamak için konsantrasyon yerine etkin konsantrasyon anlamına gelen AKTİFLİK terimi kullanılır. Aktiflik a = f x C olarak gösterilir. f = aktiflik katsayısı ; C= iyonun konsantrasyonu

6 I =  Ci Zi2 Ci = iyonun konsantrasyonu Zi = İyonun yükü I = (CaZa CnZn2) Aktiflik katsayısı iyonların birbirlerinden yeterince uzak oldukları seyreltik çözeltilerde 1’e yaklaşır. Aktiflik katsayısının limit değerine yani 1’e yaklaştığı çözeltilere SONSUZ SEYRELTİKLİKTEKİ ÇÖZELTİLER denir.