在第三章非电解质稀溶液的依数性讨论中已经知道,非电解质稀溶液的依数性只与溶液中溶质微粒的数量成正比,而与溶质的本性无关。但对于电解质溶液,由于其要发生电离,因而在测定它们的凝固点降低值时,依数性出现了反常。所测定的下降值比同浓度的非电解质溶液的相应数值要大。如表4-4。
表4-4 几种无机盐水溶液的凝固点降低值T/K
另外,在测定电解质稀溶液的渗透压时,也发现测定出的数值要比利用渗透压计算公式得出来的数值大。对这种偏差的出现,范特霍夫首先建议在公式中引入校正系数i,即:
π′=icBRT
这样计算值就接近实验值了。校正系数i可以通过实验测定得到,最常用的方法是测定溶液凝固点下降值。如以ΔTf表示按稀溶液定律计算出的非电解质稀溶液凝固点下降值,以ΔTf′表示相同浓度的电解质由实验测得的数值,则校正系数为
事实上,由凝固点下降法求得的值也适用于同浓度下对其他依数性的校正,故i称为等渗系数(isosmotic coefficient)。
1887年,瑞典化学家阿仑尼乌斯(S A Arrhenius)根据这些数据,认为电解质在水溶液中是电离的,所以i值总是大于1,但由于电离程度的不同,i值又是小于100%电离时质点所应扩大的倍数。从表4-4中NaCl的数据表明:0.1mol·kg—1NaCl若不电离,其ΔTf值应是0.186K,若100%电离,即质点数目应为0.2mol·kg—1,则ΔTf值应为0.372K,然而实验测得的ΔTf′却是0.347K,介于上述二数值之间。
阿仑尼乌斯认为,这是由于电解质在水中不完全电离的结果。但现代测试证明,像HAc这类电解质,在水中确实是部分电离的,其水溶液中存在着HAc、H+和Ac—等。但是像NaCl、MgSO4这样的盐类,它们在晶体中本身就以离子堆积的方式存在,在水溶液中不可能有分子存在。这一结论显然与依数性实验结果之间产生了矛盾。
1923年,德拜(Debye)和休克尔(Huckel)提出了强电解质溶液理论,对上述矛盾进行了解释。
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