分析中的化学平衡

活度

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浓度数的是一份溶液里有多少离子。活度问的是一个更微妙的问题:到了该反应的时候,那些离子实际上「露面」了多少?在一份拥挤、含盐的溶液里,每个离子都被一团带相反电荷的邻居半围困着,于是它表现得就好像比简单计数所说的更稀。活度就是那个有效的、真正表现出来的浓度。

正式地说,活度等于浓度乘以活度系数。它才是平衡常数、电极电位和 pH 真正赖以建立的量——大自然回应的是活度,而不是离子的裸头数。在非常稀的溶液里,离子几乎感觉不到彼此,活度与浓度几乎重合;在浓溶液里,它们就明显分道扬镳了。

凡是讲究精确的地方,活度就重要。「真正的」热力学平衡常数是用活度写的,而一台 pH 计实际测量的是氢离子的活度,而不是它的浓度。一个诚实的提醒是,单个离子孤立时的活度无法被测量——严格说来只有整种盐的平均值才可测——所以单离子活度以及背后的系数,在某种程度上始终是有用的约定,而不是可以直接称量出来的事实。

pH 计读数为 4.0,意味着氢离子的活度是 1 x 10^-4,而不一定是它的浓度。在一份含盐的样品里,实际的氢离子浓度可能比这个读数所暗示的明显更高。

pH 测量的是氢离子活度,而非裸浓度。

按照约定,纯固体或纯液体的活度取作恰好 1,这正是为什么这些物质会从平衡表达式中消失。溶质的活度以标准的 1 molal(或 1 molar)状态为参照,所以它是一个无量纲的数。

又称
effective concentration活度活度