
【化】 ionic activity coefficient
离子活度系数(Ionic Activity Coefficient)是物理化学中用于表征溶液中离子实际行为偏离理想状态程度的无量纲参数。其定义为溶液中离子的有效浓度(活度)与其表观浓度的比值,数学表达式为:
$$ gamma_pm = frac{a}{c} $$
其中$gamma_pm$代表平均离子活度系数,$a$为离子的活度,$c$为离子的浓度。该概念由美国化学家Gilbert Newton Lewis在1923年首次提出,现已成为电解质溶液理论的核心参数(《物理化学原理》第9版,Peter Atkins著,牛津大学出版社)。
在实际应用中,该系数受三个主要因素影响:
在环境科学领域,活度系数被用于计算重金属离子的生物有效性。例如美国地质调查局(USGS)在水质评估中采用扩展的Debye-Hückel公式修正铅离子的迁移活性。电池研发中,锂离子活度系数的精确测定可提升电极材料性能预测精度,相关测试方法已纳入IEC 62660国际标准。
离子活度系数是描述溶液中离子实际行为偏离理想状态的重要参数,其核心概念和意义如下:
section*{定义} 离子活度系数(符号为γ)表示溶液中离子的有效浓度(活度α)与实际浓度(c)的比例关系,计算公式为: $$ α_i = γ_i cdot c_i $$ 其中,α_i为第i种离子的活度,c_i为浓度,γ_i为对应的活度系数。当溶液无限稀释时,离子间相互作用可忽略,此时γ趋近于1,活度等于浓度。
section*{作用与意义}
section*{影响因素}
section*{实际应用} 在电化学测量中,通过离子选择电极可测定活度(而非浓度),例如pH计即通过H⁺活度计算pH值。对于混合电解质溶液,常用德拜-休克尔公式等理论模型估算γ值。
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