
【化】 ionic activity coefficient
離子活度系數(Ionic Activity Coefficient)是物理化學中用于表征溶液中離子實際行為偏離理想狀态程度的無量綱參數。其定義為溶液中離子的有效濃度(活度)與其表觀濃度的比值,數學表達式為:
$$ gamma_pm = frac{a}{c} $$
其中$gamma_pm$代表平均離子活度系數,$a$為離子的活度,$c$為離子的濃度。該概念由美國化學家Gilbert Newton Lewis在1923年首次提出,現已成為電解質溶液理論的核心參數(《物理化學原理》第9版,Peter Atkins著,牛津大學出版社)。
在實際應用中,該系數受三個主要因素影響:
在環境科學領域,活度系數被用于計算重金屬離子的生物有效性。例如美國地質調查局(USGS)在水質評估中采用擴展的Debye-Hückel公式修正鉛離子的遷移活性。電池研發中,锂離子活度系數的精确測定可提升電極材料性能預測精度,相關測試方法已納入IEC 62660國際标準。
離子活度系數是描述溶液中離子實際行為偏離理想狀态的重要參數,其核心概念和意義如下:
section*{定義} 離子活度系數(符號為γ)表示溶液中離子的有效濃度(活度α)與實際濃度(c)的比例關系,計算公式為: $$ α_i = γ_i cdot c_i $$ 其中,α_i為第i種離子的活度,c_i為濃度,γ_i為對應的活度系數。當溶液無限稀釋時,離子間相互作用可忽略,此時γ趨近于1,活度等于濃度。
section*{作用與意義}
section*{影響因素}
section*{實際應用} 在電化學測量中,通過離子選擇電極可測定活度(而非濃度),例如pH計即通過H⁺活度計算pH值。對于混合電解質溶液,常用德拜-休克爾公式等理論模型估算γ值。
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