Question

Рассчитайте толщину диффузного ионного слоя частиц дисперсной среды при 293К в водном растворе, содержащем 1×10^-4 моль/л NaCl. Считая, что относительная диэлектрическая проницаемость растворов линейно изменяется от 87,8 до 69,7 при повышении температуры от 273 до 327К, постройте зависимость толщины ионного слоя от температуры для раствора NaCl.

Answer 1

Толщина диффузионного ионного слоя рассчитывается по уравнению:
λ=√(εε0RT/2F²I)
где ε0 = 8,85×10^-12 Ф/м - электрическая постоянная;
ε - относительная диэлектрическая проницаемость среды; для воды при 293К ε = 81.
F = 96485 Кл/моль - постоянная Фарадея;
I - ионная сила раствора.
Для электролита NaCl ионная сила I равна:
I=0,5 ∙ (C+ ∙ z+² + C- ∙ z-²),
где C - концентрация раствора NaCl в моль/м³
C = 1×10^-4 моль/л ∙ 1000 л/м³ = 0,1 моль/м³
I=0,5 ∙ (C+ ∙ z+² + C- ∙ z-²) = 1∙ (0,1 ∙ 1² + 0,1 ∙ 1²)=0,1 моль/м³
λ293(NaCl)=√(εε0RT/2F²I)=√(81 ∙ 8,85×10^-12 ∙ 8,314 ∙ 293 /2 ∙ 96485² ∙ 0,1)=3,063×10^-8 м
Постройте в EXCEL по данным задачи график зависимости ε от Т (см. график), найдите уравнение, посчитайте по нему значения ε (у), взяв за х температуры от 273 до 327 с шагом в (напр.) 6 градусов, посчитайте для каждой полученной ε значение λ при соотв. Т и постройте график зависимости λ от Т.