问题:
关键词:RbCl,CsCl,电动势法,活度系数,Pitzer
● 参考解析
热力学性质包括活度系数、渗透系数、溶剂活度、过量Gibbs自由能等。其中,活度系数一直是人们研究的重点。这些热力学性质不论在热力学模型的发展、过程模拟方面,还是在化工设计与操作过程、生物学、地质学和环境研究方面均起着重要作用。但是,与其它碱金属及其盐相比,铷、铯以及其盐的热力学性质数据比较缺乏。所以,本文选择RbCl/CsCl + MCl2 + H2O(M = Mg, Ca, Sr, Ba)体系的热力学性质进行研究。
本论文利用电动势法(EMF法)测定RbCl/CsCl + MCl2 + H2O(M = Mg, Ca, Sr, Ba)八个体系的热力学性质。我们将铷或铯离子选择性电极与Ag|AgCl电极组成无液接电势的galvanic电池:
(a) Rb/Cs-ISE︱RbCl/CsCl (mA0)︱Ag|AgCl
(b) Rb/Cs-ISE︱MCl2 (mB0) (M = Mg, Ca, Sr, Ba)︱Ag|AgCl
(c) Rb/Cs-ISE︱RbCl/CsCl (mA), MCl2 (mB)︱Ag|AgCl
利用电池(a)标定电极对Rb/Cs-ISE和Ag|AgCl,结果显示,所选的电极对具有理想的Nernst响应,满足测定要求。通过电池(b),计算了铷或铯离子选择性电极,对Mg2+,Ca2+,Sr2+和Ba2+的选择性系数Kpot,其值均小于1.0 · 10-4。对于galvanic电池(c),在离子强度I = (0.01 to 1.50) mol·kg-1范围内,离子强度分数yB = 0.2,0.4,0.6和0.8下,分别测定上述八个体系的电动势。以上电池电动势的测定均在298.15 K条件下。通过Nernst公式即可计算出RbCl/CsCl在MCl2 + H2O中的平均活度系数。将实验数据和RbCl/CsCl的平均活度系数利用Pitzer方程和Harned经验公式拟合,得到该八个体系的Pitzer二离子、三离子相互作用参数和Harned参数。研究结果表明,Pitzer方程能很好地拟合这八个体系。对于Harned经验公式,在CsCl + MCl2 + H2O中拟合的结果要好于在RbCl + MCl2 + H2O体系。另外,在相同浓度范围内计算了MCl2的平均活度系数、体系的渗透系数、过量Gibbs自由能和水的活度。
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