Aktiflik ve iyon şiddeti

(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 (C¹Z ²¹+ C²Z ²²+ C³Z²³+...)

• 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

• 0.0100 M NaNO

²

ve 0.0200 M Mg(NO

³

)

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, 0.0100, 0.0500, ve 0.0200’dür. Buna göre,

• C

^Na+

(1)

²

= 0.0100

• C

^NO3-

(1 )

²⁼

0.0500

• C

^Mg+2

(2)

²

= 0.0800

• Toplam = 0.1400

• I = ½ (0.1400) = 0.0700

(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 ve iyon şiddeti