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戴維斯方程

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戴维斯方程
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戴維斯方程(英語:Davies equation)是熱力學中用於計算較高濃度電解質溶液活度係數經驗公式。為德拜-休克爾公式英語Debye–Hückel theory(適用於低濃度溶液求活度係數)在較高濃度下的延伸[1][2]。由塞西爾·W·戴維斯(Cecil W. Davies)於1938年提出並通過測量多組數據進行改進得到。在25°C,其表達式如下:[3][4]

其中=為平均摩爾活度係數, 為電解質正負離子的電荷,離子強度

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使用戴維斯方程計算得到不同電荷數的1:1型電解質的活度係數-離子強度半對數關係圖。包括B=0.2和B=0.3兩種情況
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使用戴維斯方程計算得到不同電荷數的1:1型電解質的活度係數-離子強度關係圖。包括B=0.2和B=0.3兩種情況

其和德拜-休克爾公式英語Debye–Hückel theory可用以下通式表示(25°C)[1]

  • 為以埃米(Å)表示有效離子直徑;時為德拜-休克爾公式。
  • 時則為戴維斯方程[1]

雖然戴維斯本人最初的公式是,但預測效果更好也是目前最常用的參數,雖然有時候也有其他數值,但不及0.3常見[2]

戴維斯方程對1:1型電解質(即正負離子電荷數為1,如氯化鈉)預測效果最好,適用離子強度範圍可高達0.7 mol/L。由於戴維斯方程和德拜-休克爾公式一樣得到的是平均活度係數,且均只考慮了離子的電荷數,因此只要電荷數一樣算出來的結果均為一個值,不能區分離子種類。此外,其忽略了離子在溶液中可能會形成離子對的情況,因此其不適用於不對稱電解質溶液[2]

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相關條目

對於更高濃度以及更複雜情況,詳見:

參考文獻

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