戴维斯方程(英语:Davies equation)是热力学中用于计算较高浓度电解质溶液活度系数经验公式。为德拜-休克尔公式英语Debye–Hückel theory(适用于低浓度溶液求活度系数)在较高浓度下的延伸[1][2]。由塞西尔·W·戴维斯(Cecil W. Davies)于1938年提出并通过测量多组数据进行改进得到。在25°C,其表达式如下:[3][4]

其中=为平均摩尔活度系数, 为电解质正负离子的电荷,离子强度

使用戴维斯方程计算得到不同电荷数的1:1型电解质的活度系数-离子强度半对数关系图。包括B=0.2和B=0.3两种情况
使用戴维斯方程计算得到不同电荷数的1:1型电解质的活度系数-离子强度关系图。包括B=0.2和B=0.3两种情况

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

  • 为以埃米(Å)表示有效离子直径;时为德拜-休克尔公式。
  • 时则为戴维斯方程[1]

虽然戴维斯本人最初的公式是,但预测效果更好也是目前最常用的参数,虽然有时候也有其他数值,但不及0.3常见[2]

戴维斯方程对1:1型电解质(即正负离子电荷数为1,如氯化钠)预测效果最好,适用离子强度范围可高达0.7 mol/L。由于戴维斯方程和德拜-休克尔公式一样得到的是平均活度系数,且均只考虑了离子的电荷数,因此只要电荷数一样算出来的结果均为一个值,不能区分离子种类。此外,其忽略了离子在溶液中可能会形成离子对的情况,因此其不适用于不对称电解质溶液[2]

相关条目

编辑

对于更高浓度以及更复杂情况,详见:

参考文献

编辑
  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Mian S. Sun, Donald K. Harriss,Vincent R. Magnuson. Activity corrections for ionic equilibria in aqueous solutions. Canadian Journal of Chemistry. 1980, 58 (12): 1253-1257. doi:10.1139/v80-196 . 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Martina Costa Reis. Ion activity models: the Debye-Hückel equation and its extensions. ChemTexts. 2021, 7 (9). doi:10.1007/s40828-020-00130-x. 
  3. ^ Cecil W. Davies. 397. The extent of dissociation of salts in water. Part VIII. An equation for the mean ionic activity coefficient of an electrolyte in water, and a revision of the dissociation constants of some sulphates. Journal of the Chemical Society. 1938: 2093-2098. doi:10.1039/JR9380002093. 
  4. ^ Davies, C. W. Ion Association. London: Butterworths. 1962: 37–53.