7.12. МОДИФИКАЦИЯ ТЕОРИЙ ДЛЯ СЛУЧАЯ СЛАБЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
Не имеется ни теоретических, ни практических оснований сомневаться в справедливости предельного закона Дебая — Хюккеля, [т. е. уравнения (2), в которое преобразуется уравнение (19) при низких ионных силах]. Однако и в теории, и на практике следует критически относиться к уравнению (19). Оно не очень хорошо передает наблюдаемые изменения коэффициентов активности с ионной силой. Даже если его и можно применить, необходимую для этого величину а можно предсказать только грубо приближенно, да и то если вообще знать, как рассчитывать диаметр хотя бы сферического иона, находящегося в растворе.
Согласие с опытными данными может быть значительно улучшено введением дополнительного слагаемого, линейного относительно концентрации
Здесь суммирование осуществляется только по тем ионам, которые заряжены разноименно с ионом Применительно к случаю среднего ионного коэффициента активности
одного электролита и к ряду других важных случаев это уравнение эквивалентно
Гуггенгейм [19] установил, что известные данные по средним ионным коэффициентам активности обычных сильных неорганических электролитов в воде хорошо описываются соотношением
т. е. уравнением (22) при Согласно Скетчарду [20], лучшее соответствие наблюдается при . В то же время Питцер и Бруэр [21] считают, что имеющиеся данные не позволяют отдать предпочтение какому-либо одному значению, так как для некоторых веществ несколько более лучшее соответствие достигается при использовании одного коэффициента, а для других веществ — другого.
Поскольку при
то уравнения Гуггенгейма и Скетчарда эквивалентны соотношениям
и
соответственно. Применимость этих уравнений означает только то, что экспериментальные данные могут быть представлены в виде ряда по степеням где коэффициент при первом члене предсказывается теорией, а коэффициент при третьем члене фиксирован с такой степенью точности, что невозможно с уверенностью утверждать, имеет он или нет одинаковое значение для всех электролитов. Конечно, возможность представления экспериментальных данных в виде степенного ряда не следует
считать теоретическим достижением, хотя и существенно, что разложение в ряд происходит по степеням а не I, Это показывает, что в растворителях с высокой диэлектрической проницаемостью действительное поведение разбавленных растворов низковалентных электролитов согласуются с приближением Дебая — Хюккеля.