Công thức gần đúng để tính toán hệ số hoạt độ f cho các cường độ ion τ khác nhau của dung dịch. Quy tắc dinh dưỡng: nhu cầu calo hàng ngày, cân bằng năng lượng

Dung dịch của chất điện ly mạnh không tuân theo định luật tác dụng của khối lượng, cũng như định luật Raoult và van't Hoff, vì những định luật này áp dụng cho các hệ thống khí và chất lỏng lý tưởng. Khi suy ra và xây dựng các định luật này, trường lực của các hạt không được tính đến. Năm 1907, Lewis đề xuất đưa khái niệm "hoạt động" vào khoa học.

Hoạt động (α) tính đến lực hút lẫn nhau của các ion, tương tác của chất tan với dung môi, sự có mặt của các chất điện ly khác và các hiện tượng thay đổi độ linh động của các ion trong dung dịch. Hoạt độ là nồng độ hiệu dụng (biểu kiến) của một chất (ion), theo đó các ion tự biểu hiện trong các quá trình hóa học như một khối lượng hoạt động thực. Hoạt độ đối với dung dịch loãng vô hạn bằng nồng độ mol của chất: α \ u003d c và được biểu thị bằng gam ion trên lít.

Đối với dung dịch thực, do lực tương tác biểu hiện mạnh nên hoạt độ nhỏ hơn nồng độ mol của ion. Vì vậy, có thể coi hoạt độ là đại lượng đặc trưng cho mức độ liên kết của các hạt chất điện li. Một khái niệm khác được kết nối với khái niệm "hoạt động" - "hệ số hoạt động" ( f), đặc trưng cho mức độ sai lệch của các đặc tính của dung dịch thực so với các đặc tính của dung dịch lý tưởng; nó là một giá trị phản ánh tất cả các hiện tượng xảy ra trong dung dịch làm giảm độ linh động của các ion và giảm hoạt động hóa học của chúng. Về mặt số học, hệ số hoạt độ bằng tỷ số giữa hoạt độ với tổng nồng độ mol của ion:

f =	một
c

và hoạt độ bằng nồng độ mol nhân với hệ số hoạt độ: α = cf.

Đối với chất điện li mạnh, nồng độ mol của các ion (với)được tính toán dựa trên giả thiết về sự phân ly hoàn toàn của chúng trong dung dịch. Các nhà hóa học vật lý phân biệt giữa nồng độ hoạt động và nồng độ phân tích của các ion trong một dung dịch. Nồng độ hoạt động là nồng độ của các ion ngậm nước tự do trong dung dịch, và nồng độ phân tích là tổng nồng độ mol của các ion, được xác định, ví dụ, bằng cách chuẩn độ.

Hệ số hoạt độ của các ion không chỉ phụ thuộc vào nồng độ của các ion của một chất điện ly nhất định, mà còn phụ thuộc vào nồng độ của tất cả các ion lạ có trong dung dịch. Giá trị của hệ số hoạt độ giảm khi cường độ ion của dung dịch tăng lên.

Cường độ ion của dung dịch (m,) là độ lớn của điện trường trong dung dịch, là thước đo tương tác tĩnh điện giữa tất cả các ion trong dung dịch. Nó được tính theo công thức do G. N. Lewis và M. Rendel đề xuất vào năm 1921:

m =		(c 1 Z 2 1+ c 2 Z 2 2 + ...... + c n Z 2 n)

ở đâu c 1 , c 2 và c N - nồng độ mol của từng ion có trong dung dịch, a Z 2 1, Z 2 2 và Z 2 n - phí của họ bình phương. Các phân tử không phân ly, vì không có điện tích, không được đưa vào công thức tính cường độ ion của dung dịch.

Do đó, cường độ ion của một dung dịch bằng một nửa tổng tích của nồng độ các ion và bình phương điện tích của chúng, có thể được biểu thị bằng phương trình: µ = i Z i 2

Hãy xem một vài ví dụ.

ví dụ 1 Tính cường độ ion 0,01 M dung dịch kali clorua KC1.

0,01; Z K= ZCl - = 1

Vì thế,

tức là cường độ ion của dung dịch loãng của chất điện ly kép loại KtAn bằng nồng độ mol của chất điện ly đó: m = với.

Ví dụ 2 Tính cường độ ion 0,005 M dung dịch bari nitrat Ba (NO 3) 2.

Sơ đồ phân ly: Ba (NO 3) 2 ↔ Ba 2+ + 2NO 3 -

[Ba 2+] \ u003d 0,005, \ u003d 2 0,005 \ u003d 0,01 (g-ion / l)

Vì thế,

Độ bền ion của dung dịch điện li loãng loại KtAn 2 và Kt 2 An là: m = 3 với.

Ví dụ 3 Tính cường độ ion 0,002 M dung dịch kẽm sunfat ZnSO 4.

0,002, Z Zn 2+ = Z SO 4 2- = 2

Do đó, độ mạnh ion của dung dịch điện li thuộc loại Kt 2+ An 2- là: m = 4 với.

Nói chung, đối với chất điện ly loại Kt n + một An m - b cường độ ion của dung dịch có thể được tính theo công thức: m = (một· · p 2 + b· · t 2),

ở đâu a, b- các chỉ số ở các ion, và n + và t - -điện tích ion, và - nồng độ ion.

Nếu có hai hoặc nhiều chất điện ly trong dung dịch thì tổng cường độ ion của dung dịch đó sẽ được tính.

Ghi chú. Sách tham khảo về hóa học đưa ra hệ số hoạt độ phân biệt cho từng ion hoặc nhóm ion. (Xem: Lurie Yu. Yu. Sổ tay hóa học phân tích. M., 1971.)

Khi nồng độ của dung dịch tăng lên cùng với sự phân ly hoàn toàn của các phân tử chất điện ly, số lượng các ion trong dung dịch tăng lên đáng kể, làm tăng cường độ ion của dung dịch và giảm đáng kể hệ số hoạt độ của các ion. . G. N. Lewis và M. Rendel đã tìm ra định luật cường độ ion, theo đó hệ số hoạt độ của các ion cùng điện tích là như nhau trong tất cả các dung dịch loãng có cùng độ bền ion. Tuy nhiên, định luật này chỉ áp dụng cho các dung dịch nước rất loãng, có cường độ ion lên đến 0,02 g-ion / l. Với sự gia tăng nồng độ hơn nữa, và do đó, cường độ ion của dung dịch, sự sai lệch so với định luật cường độ ion bắt đầu do bản chất của chất điện ly gây ra (Bảng 2.2).

Bảng 2.2 Các giá trị gần đúng của hệ số hoạt độ cho các cường độ ion khác nhau

Hiện tại, một bảng các giá trị gần đúng của hệ số hoạt động được sử dụng để tính toán phân tích.

Sự phụ thuộc của hệ số hoạt độ của các ion vào cường độ ion của dung dịch đối với các dung dịch điện ly rất loãng được tính bằng công thức Debye-Hückel gần đúng:

lg f = - AZ 2 ,

ở đâu NHƯNG- hệ số nhân, giá trị của nó phụ thuộc vào nhiệt độ (ở 15 ° C, NHƯNG = 0,5).

Ở các giá trị cường độ ion của dung dịch lên đến 0,005, giá trị 1 + rất gần với sự thống nhất. Trong trường hợp này, công thức Debye-Hückel

có một hình thức đơn giản hơn:

lg f\ u003d - 0,5 Z 2.

Trong phân tích định tính, khi người ta phải xử lý các hỗn hợp phức tạp của chất điện ly và nơi thường không yêu cầu độ chính xác cao, Bảng 2.2 có thể được sử dụng để tính toán các hoạt độ ion.

Ví dụ 4 Tính hoạt độ của các ion trong dung dịch chứa 1 l 0,001 nốt ruồi kali nhôm sunfat.

1. Tính cường độ ion của dung dịch:

2. Tìm giá trị gần đúng của hệ số hoạt độ của các ion này. Vì vậy, trong ví dụ đang xem xét, cường độ ion là 0,009. Cường độ ion gần nhất với nó, được liệt kê trong Bảng 2.2, là 0,01. Do đó, không có sai số lớn, chúng tôi có thể lấy các ion kali f K += 0,90; cho các ion nhôm f Al 3+ = 0,44, và đối với các ion sunfat f SO 2-4 = 0,67.

3. Tính hoạt độ của các ion:

một K + = cf= 0,001 0,90 = 0,0009 = 9,0 10 -4 (g-ion / l)

một Al 3+ = cf\ u003d 0,001 0,44 \ u003d 0,00044 \ u003d 4,4 10 -4 (g-ion / l)

một SO2-4 = 2cf\ u003d 2 0,001 0,67 \ u003d 0,00134 \ u003d 1,34 10 -3 (g-ion / l)

Trong những trường hợp yêu cầu tính toán chặt chẽ hơn, hệ số hoạt độ được tìm bằng công thức Debye-Hückel hoặc bằng phép nội suy theo Bảng 2.2.

Ví dụ 4 giải bằng phương pháp nội suy.

1. Tìm hệ số hoạt độ của ion kali f K +.

Với độ mạnh ion của dung dịch bằng 0,005, f K + là 0,925, và với cường độ ion của dung dịch bằng 0,01, f K +, bằng 0,900. Do đó, sự khác biệt về cường độ ion của dung dịch m, bằng 0,005, tương ứng với sự khác biệt f K +, bằng 0,025 (0,925-0,900) và sự khác biệt về cường độ ion m , bằng 0,004 (0,009 - 0,005), tương ứng với sự khác biệt fK +, bình đẳng X.

Từ đây, X= 0,020. Vì thế, f K + = 0,925 - 0,020 = 0,905

2. Tìm hệ số hoạt độ của ion nhôm f Al3 +. Với cường độ ion là 0,005, f Al 3+ là 0,51 và với cường độ ion là 0,01, f Al 3+ bằng 0,44. Do đó, sự khác biệt về cường độ ion m, bằng 0,005, tương ứng với sự khác biệt f Al 3+ bằng 0,07 (0,51 - 0,44) và sự khác biệt về cường độ ion m, bằng 0,004, tương ứng với sự khác biệt f Al 3+ bằng nhau X.

ở đâu X= 0,07 0,004 / 0,005 = 0,056

Có nghĩa, f Al 3+ \ u003d 0,510 - 0,056 \ u003d 0,454

Chúng tôi cũng tìm thấy hệ số hoạt động của các ion sunfat.

Hoạt động thành phần của dung dịch là nồng độ của các thành phần, được tính toán có tính đến tương tác của chúng trong dung dịch. Thuật ngữ "hoạt độ" được đề xuất vào năm 1907 bởi nhà khoa học người Mỹ Lewis như một đại lượng, việc sử dụng nó sẽ giúp mô tả các tính chất của dung dịch thực một cách tương đối đơn giản.

Hướng dẫn

Có nhiều phương pháp thực nghiệm khác nhau để xác định hoạt độ của các thành phần dung dịch. Ví dụ, bằng cách tăng điểm sôi của dung dịch thử nghiệm. Nếu nhiệt độ này (ký hiệu là T) cao hơn nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất (To), thì logarit tự nhiên của hoạt độ của dung môi được tính theo công thức sau: lnA = (-? H / RT0T) x? T. Trong đó,? H là nhiệt bay hơi của dung môi trong khoảng nhiệt độ giữa To và T.

Bạn có thể xác định hoạt độ của các thành phần của dung dịch bằng cách hạ thấp điểm đóng băng của dung dịch thử nghiệm. Trong trường hợp này, logarit tự nhiên của hoạt độ dung môi được tính theo công thức sau: lnA = (-? H / RT0T) x? T, trong đó,? H là nhiệt đóng băng của dung dịch trong khoảng giữa điểm đóng băng của dung dịch (T) và điểm đông đặc của dung môi nguyên chất (To).

Tính toán hoạt độ bằng cách sử dụng phương pháp nghiên cứu cân bằng của một phản ứng hóa học với một pha khí. Giả sử bạn đang trải qua một phản ứng hóa học giữa sự nóng chảy của một số oxit kim loại (được ký hiệu bằng công thức chung MeO) và một chất khí. Ví dụ: MeO + H2 = Me + H2O - tức là oxit kim loại bị khử thành kim loại nguyên chất, tạo nước ở dạng hơi nước.

Trong trường hợp này, hằng số cân bằng của phản ứng được tính như sau: Кр = (pH2O x Ameo) / (рН2 x Ameo), trong đó p là áp suất riêng phần của hơi nước và hydro, A là hoạt độ của hơi kim loại và oxit của nó, tương ứng.

Tính hoạt độ bằng cách tính suất điện động của pin điện động do dung dịch chất điện li tạo thành hoặc nóng chảy. Phương pháp này được coi là một trong những phương pháp chính xác và đáng tin cậy nhất để xác định hoạt động.

Tốc độ luân chuyển của vốn là tốc độ mà vốn đi qua các giai đoạn sản xuất và lưu thông khác nhau. Vận tốc luân chuyển vốn càng lớn thì tổ chức càng thu được nhiều lợi nhuận, điều này nói lên sự tăng trưởng của hoạt động kinh doanh.

Hướng dẫn

Vòng quay tài sản trong doanh thu được tính bằng cách lấy doanh thu chia cho giá trị tài sản bình quân hàng năm.

trong đó A là giá trị trung bình hàng năm của tài sản (tổng vốn) -
B - doanh thu trong kỳ (năm) được phân tích.

Chỉ số tìm được sẽ cho biết có bao nhiêu doanh thu được thực hiện bởi các quỹ đầu tư vào tài sản của tổ chức trong kỳ được phân tích. Với sự tăng trưởng của giá trị của chỉ tiêu này, hoạt động kinh doanh của công ty tăng lên.

Chia khoảng thời gian của kỳ đã phân tích cho vòng quay của tài sản, từ đó bạn sẽ tìm được khoảng thời gian của một vòng quay. Khi phân tích, cần lưu ý rằng giá trị của chỉ tiêu này càng thấp thì càng tốt cho tổ chức.

Sử dụng bảng để rõ ràng.

Tính hệ số cố định tài sản lưu động bằng tổng tài sản lưu động bình quân trong kỳ được phân tích chia cho doanh thu của tổ chức.

Tỷ số này cho biết trên 1 rúp sản phẩm bán được thì bỏ ra bao nhiêu vốn lưu động.

Bây giờ, hãy tính thời gian của chu kỳ hoạt động, bằng thời gian luân chuyển nguyên vật liệu, cộng với thời gian luân chuyển thành phẩm, cộng với thời gian luân chuyển sản phẩm dở dang, cũng như thời gian vòng quay các khoản phải thu.

Chỉ tiêu này nên được tính toán trong nhiều thời kỳ. Nếu một xu hướng tăng trưởng của nó được nhận thấy, điều này cho thấy tình trạng hoạt động kinh doanh của công ty đang xấu đi, bởi vì. đồng thời vòng quay của vốn chậm lại. Do đó, nhu cầu về tiền mặt của công ty tăng lên và bắt đầu gặp khó khăn về tài chính.

Hãy nhớ rằng thời gian của chu kỳ tài chính là thời gian của chu kỳ hoạt động trừ đi thời gian của vòng quay các khoản phải trả.

Giá trị của chỉ tiêu này càng thấp chứng tỏ hoạt động kinh doanh càng cao.

Hệ số ổn định của tăng trưởng kinh tế cũng ảnh hưởng đến vòng quay của tư bản. Chỉ tiêu này được tính theo công thức:

(Chpr-D) / Sk

trong đó Npr - lợi nhuận ròng của công ty;
D - cổ tức;
Sk - vốn tự có.

Chỉ tiêu này đặc trưng cho tốc độ phát triển bình quân của tổ chức. Giá trị của nó càng cao càng tốt, vì nó thể hiện sự phát triển của doanh nghiệp, sự mở rộng và tăng trưởng cơ hội gia tăng hoạt động kinh doanh của doanh nghiệp trong các giai đoạn tiếp theo.

Lời khuyên hữu ích

Khái niệm "hoạt động" có quan hệ mật thiết với khái niệm "tập trung". Mối quan hệ của chúng được mô tả bằng công thức: B \ u003d A / C, trong đó A là hoạt độ, C là nồng độ, B là "hệ số hoạt động".

Bất kỳ hoạt động thể chất hoặc tinh thần nào cũng cần năng lượng, vì vậy việc tính toán lượng calo tiêu thụ hàng ngày cho một phụ nữ hoặc đàn ông không chỉ cần tính đến giới tính, cân nặng mà còn cả lối sống.

Bạn nên ăn bao nhiêu calo mỗi ngày

Chúng ta dành năng lượng hàng ngày cho quá trình trao đổi chất (trao đổi chất khi nghỉ ngơi) và vận động (tập thể dục). Sơ đồ nó trông như thế này:

Năng lượng \ u003d E chuyển hóa cơ bản + E hoạt động thể chất

Năng lượng trao đổi chất cơ bản, hoặc tỷ lệ trao đổi chất cơ bản (BRM)- Tỷ lệ trao đổi chất cơ bản (BMR) - đây là năng lượng cần thiết cho hoạt động sống (trao đổi chất) của cơ thể mà không cần hoạt động thể chất. Tỷ lệ trao đổi chất cơ bản là một giá trị phụ thuộc vào cân nặng, chiều cao và tuổi của người đó. Người càng cao, cân nặng càng lớn thì càng cần nhiều năng lượng cho quá trình trao đổi chất, tốc độ trao đổi chất cơ bản càng cao. Ngược lại, những người thấp hơn, gầy hơn sẽ có tỷ lệ trao đổi chất cơ bản thấp hơn.

Dành cho đàn ông
\ u003d 88.362 + (13.397 * cân nặng, kg) + (4.799 * chiều cao, cm) - (5.677 * tuổi, năm)
Đối với phụ nữ
= 447.593 + (9.247 * cân nặng, kg) + (3.098 * chiều cao, cm) - (4.330 * tuổi, năm)
Ví dụ, một phụ nữ nặng 70 kg, cao 170 cm, 28 tuổi, nhu cầu về chuyển hóa cơ bản (chuyển hóa cơ bản)
= 447,593 + (9.247 * 70) + (3,098 *170) — (4.330 *28)
\ u003d 447.593 + 647.29 + 526.66−121.24 \ u003d 1500.303 kcal

Bạn cũng có thể tra bảng: Mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày của dân số trưởng thành không hoạt động thể lực theo định mức nhu cầu sinh lý của dân số về chất dinh dưỡng và năng lượng cơ bản.

Một người không hoạt động thể chất dành 60-70% năng lượng hàng ngày cho quá trình trao đổi chất cơ bản, và 30-40% còn lại cho hoạt động thể chất.

Cách tính tổng lượng năng lượng mà cơ thể tiêu thụ mỗi ngày

Nhớ lại rằng tổng năng lượng là tổng của năng lượng trao đổi chất cơ bản (hoặc tỷ lệ trao đổi chất cơ bản) và năng lượng đi vào vận động (hoạt động thể chất).
Để tính toán tổng chi tiêu năng lượng, có tính đến hoạt động thể chất, có Hệ số hoạt động thể chất.

Yếu tố hoạt động thể chất (CFA) là gì

Hệ số hoạt động thể chất (CFA) = Mức hoạt động thể chất (PAL) là tỷ số giữa tổng chi tiêu năng lượng ở một mức độ hoạt động thể chất nhất định với tốc độ trao đổi chất cơ bản, hay đơn giản hơn, giá trị của tổng năng lượng tiêu thụ chia cho mức trao đổi chất cơ bản tỷ lệ.

Hoạt động thể chất càng cường độ cao thì hệ số hoạt động thể chất càng cao.

• Những người di chuyển rất ít có CFA = 1,2. Đối với họ, tổng năng lượng mà cơ thể tiêu thụ sẽ được tính: E \ u003d BRM * 1,2
• Những người tập thể dục nhẹ nhàng 1-3 ngày một tuần có CFA là 1.375. Vì vậy, công thức: E \ u003d BRM * 1.375
• Những người tập thể dục vừa phải, cụ thể là 3-5 ngày một tuần, có CFA là 1,55. Công thức tính: E \ u003d BRM * 1,55
• Những người tập thể dục nặng 6-7 ngày một tuần có CFA là 1.725. Công thức tính: E \ u003d BRM * 1.725
• Những người tập thể dục nặng nhọc hai lần một ngày hoặc những người lao động nặng nhọc, có CFA là 1,9. Theo đó, công thức tính: E \ u003d BRM * 1,9

Vì vậy, để tính tổng lượng năng lượng tiêu hao trong một ngày, cần nhân tỷ lệ trao đổi chất cơ bản theo tuổi và cân nặng (tỷ lệ trao đổi chất cơ bản) với hệ số hoạt động thể chất theo nhóm hoạt động thể chất (mức độ hoạt động thể chất ).

Cân bằng năng lượng là gì? Và khi nào tôi sẽ giảm cân?

Cân bằng năng lượng là sự khác biệt giữa năng lượng đi vào cơ thể và năng lượng mà cơ thể bỏ ra.

Cân bằng trong cân bằng năng lượng là khi năng lượng cung cấp cho cơ thể bằng thức ăn bằng năng lượng cơ thể tiêu hao. Trong tình huống này, trọng lượng vẫn ổn định.
Theo đó, cân bằng năng lượng tích cực là khi năng lượng nhận được từ thức ăn tiêu thụ lớn hơn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể. Ở trạng thái cân bằng năng lượng tích cực, một người tăng thêm cân.

Cân bằng năng lượng âm là khi năng lượng nhận được ít hơn mức cơ thể đã tiêu hao. Để giảm cân, bạn cần tạo ra sự cân bằng năng lượng tiêu cực.

Việc phân tích toàn diện khá nhiều phương pháp tính toán hoạt độ là một trong những phần chính của lý thuyết giải nhiệt động lực học hiện đại. Thông tin cần thiết có thể được tìm thấy trong các sách hướng dẫn chuyên dụng. Chỉ một số phương pháp đơn giản nhất để xác định hoạt động được xem xét ngắn gọn dưới đây:

Tính hoạt độ của dung môi từ áp suất của hơi bão hòa của chúng. Nếu độ bay hơi của pha nguyên chất của dung môi và sự giảm của nó do sự có mặt của các chất hòa tan được nghiên cứu đầy đủ, thì hoạt độ của dung môi được tính trực tiếp từ tỷ lệ (10,44). Áp suất hơi bão hòa của dung môi thường khác biệt đáng kể so với độ bay hơi. Nhưng kinh nghiệm và xem xét lý thuyết cho thấy rằng độ lệch của áp suất hơi so với độ bay hơi (nếu chúng ta nói về tỷ lệ vẫn xấp xỉ nhau đối với các dung dịch có nồng độ không quá cao. Do đó, xấp xỉ

áp suất hơi bão hòa trong dung môi nguyên chất là ở đâu, trong khi áp suất hơi bão hòa của dung môi trên dung dịch. Vì sự giảm áp suất hơi bão hòa so với các dung dịch đã được nghiên cứu kỹ đối với nhiều dung môi, nên tỷ lệ trên thực tế là một trong những tỷ lệ thuận tiện nhất để tính hoạt độ của dung môi.

Tính hoạt độ của một chất tan từ trạng thái cân bằng trong hai dung môi. Cho chất B tan trong hai dung môi không trộn lẫn với nhau. Và giả sử rằng hoạt động (như một hàm của nồng độ B) được nghiên cứu; chúng ta hãy ký hiệu nó Khi đó không khó để tính hoạt độ của cùng một chất B trong một dung môi khác A đối với tất cả các nồng độ cân bằng. Rõ ràng là trong trường hợp này cần tiến hành cân bằng thế năng hóa học của chất B. Trong các pha cân bằng, tuy nhiên, sự bình đẳng về thế không có nghĩa là các hoạt độ bằng nhau. Thật vậy, các trạng thái tiêu chuẩn của B trong các dung dịch là không giống nhau; chúng khác nhau về năng lượng tương tác khác nhau của các phần tử của chất B với dung môi, và các trạng thái chuẩn này, nói chung, không cân bằng với nhau. Do đó, độ bay hơi B ở các trạng thái tiêu chuẩn này không giống nhau, nhưng đối với nồng độ cân bằng mà chúng ta đang xem xét và A, độ bay hơi B trong các pha này là giống nhau. tỷ lệ chất bay hơi B ở trạng thái tiêu chuẩn

Phương pháp đơn giản và thuận tiện này để tính hoạt độ của một chất trong một dung môi từ hoạt độ của cùng một chất trong một dung môi khác sẽ trở nên không chính xác nếu một trong những dung môi này có thể trộn lẫn với nhau một cách đáng kể.

Xác định hoạt độ của kim loại bằng cách đo sức điện động của một tế bào điện. Theo Lewis [A - 16], chúng ta hãy giải thích điều này bằng ví dụ về dung dịch rắn của đồng và bạc. Hãy để một trong các điện cực, một tế bào mạ, được làm bằng đồng hoàn toàn nguyên chất, và điện cực kia

điện cực - từ một dung dịch rắn của đồng và bạc nồng độ đồng mà chúng tôi quan tâm. Do các giá trị điện thế hóa học của đồng trong các điện cực này không bằng nhau, một sức điện động phát sinh rằng, với hóa trị của các hạt tải điện hiện tại của các dung dịch điện phân của đồng oxit đối với đồng không phải oxit, có liên quan đến sự khác biệt trong thế hóa học của đồng theo mối quan hệ

số Faraday ở đâu; Hoạt độ của pha nguyên chất của đồng Có tính đến các giá trị số (10.51) có thể được viết lại như sau:

Tính hoạt độ của dung môi từ hoạt độ của chất tan.Đối với dung dịch nhị phân (chất B trong dung môi A) theo phương trình Gibbs-Duhem (7.81) có tính đến (10.45)

Vì trong trường hợp này và do đó

Thêm mối quan hệ này vào (10.52), chúng tôi nhận được

Tích hợp biểu thức này từ pha nguyên chất của dung môi khi đến nồng độ của chất tan Xét rằng đối với trạng thái chuẩn của dung môi, chúng ta tìm thấy

Do đó, nếu biết sự phụ thuộc của hoạt độ của chất tan B vào phần mol của nó, thì bằng tích phân đồ thị (10.52) có thể tính được hoạt độ của dung môi.

Tính hoạt độ của một chất tan từ hoạt độ của dung môi. Dễ dàng nhận thấy rằng để tính hoạt độ của một chất tan ta có công thức là

đối xứng (10,52). Tuy nhiên, trong trường hợp này, việc tích hợp đồ họa rất khó thực hiện với độ chính xác thỏa đáng.

Lewis đã tìm ra cách thoát khỏi khó khăn này [A - 16]. Ông cho thấy rằng sự thay thế của một hàm đơn giản

giảm công thức (10.53) thành một biểu mẫu thuận tiện cho việc tích hợp đồ họa:

Dưới đây là số mol chất B trong dung môi A. Nếu khối lượng phân tử của dung môi thì

Tính hoạt độ của dung môi từ các điểm đông đặc của dung dịch.Ở trên, người ta đã xem xét sự phụ thuộc của hoạt độ vào thành phần của dung dịch và giả thiết rằng nhiệt độ và áp suất là không đổi. Đối với việc phân tích sự thay đổi đẳng nhiệt trong thành phần của dung dịch là khái niệm hoạt độ là hữu ích nhất. Nhưng trong một số trường hợp, điều quan trọng là phải biết hoạt động thay đổi như thế nào theo nhiệt độ. Một trong những phương pháp quan trọng nhất để xác định hoạt độ là dựa trên việc sử dụng sự thay đổi nhiệt độ trong hoạt động - bằng nhiệt độ đông đặc của dung dịch. Không khó để có được sự phụ thuộc của hoạt độ vào nhiệt độ ở dạng vi phân. Để làm điều này, chỉ cần so sánh công việc thay đổi thành phần của dung dịch từ trạng thái chuẩn về nồng độ với công việc của cùng một quá trình tại hoặc đơn giản là lặp lại lý do dẫn đến công thức (10.12) về độ bay hơi.

Điện thế hóa học của các dung dịch được xác định về mặt phân tích thông qua hoạt tính theo cách giống hệt như đối với các pha tinh khiết thông qua độ bay hơi. Do đó, đối với các hoạt động, thu được cùng một công thức (10.12), trong đó vị trí được chiếm bởi sự khác biệt giữa các entanpi riêng phần của thành phần ở trạng thái được xem xét và ở trạng thái chuẩn của nó:

Ở đây, đạo hàm đối với nhiệt độ được lấy ở thành phần dung dịch không đổi và áp suất bên ngoài không đổi. Nếu các nhiệt dung riêng phần đã biết, thì bằng quan hệ đó có thể giả định rằng sau khi thay thế vào (10.54) và tích phân dẫn đến công thức

Lewis đã chỉ ra bằng các ví dụ [A - 16] rằng đối với các dung dịch kim loại, phương trình gần đúng (10.55) là hợp lệ với độ chính xác vài phần trăm trong khoảng nhiệt độ 300-600 ° K.

Chúng tôi áp dụng công thức (10.54) cho dung môi A của dung dịch nhị phân gần điểm đông đặc của dung dịch, tức là, giả sử rằng

điểm nóng chảy của pha rắn nguyên chất của dung môi sẽ được ký hiệu bằng và sự giảm điểm đông đặc của dung dịch sẽ được ký hiệu bằng

Nếu chúng ta lấy pha rắn nguyên chất làm trạng thái chuẩn, thì giá trị sẽ có nghĩa là sự gia tăng entanpi riêng phần của một mol dung môi trong quá trình nóng chảy, tức là nhiệt riêng phần.

tan chảy Như vậy, theo (10.54)

Nếu chúng tôi chấp nhận điều đó

đâu là nhiệt phân tử của phản ứng tổng hợp dung môi nguyên chất tại nhiệt dung của chất A ở trạng thái lỏng và rắn, và nếu, khi tích phân (10.56), chúng ta sử dụng khai triển tích phân trong một chuỗi, chúng ta nhận được

Đối với nước làm dung môi, hệ số ở số hạng đầu tiên ở phía bên phải bằng

Tính hoạt độ của chất tan từ các điểm đông đặc của dung dịch. Giống như nó đã được thực hiện khi suy ra công thức (10.52), chúng tôi sử dụng phương trình Gibbs-Duhem; chúng tôi sẽ áp dụng nó cho một giải pháp nhị phân, nhưng, không giống như suy ra của công thức (10.52), chúng tôi sẽ không chuyển từ số mol sang phân số mol. Sau đó, chúng tôi nhận được

Kết hợp điều này với (10.56), chúng tôi thấy

Hơn nữa, chúng tôi sẽ ghi nhớ một dung dịch có chứa số mol được chỉ định trong dung môi có trọng lượng phân tử. Trong trường hợp này, chúng tôi lưu ý rằng đối với các dung dịch trong nước, hệ số ở (10,58) hóa ra bằng tích phân (10.58), theo Lewis, một đại lượng phụ được giới thiệu

(Đối với các dung dịch không ở trong nước, nhưng trong một số dung môi khác, thay vì 1,86, giá trị tương ứng của hằng số độ lạnh được thay thế.) Kết quả là [A - 16]

Hoạt độ của một hạt nhân phóng xạ là lượng chất phóng xạ được biểu thị bằng số lần phân rã của hạt nhân nguyên tử trong một đơn vị thời gian.

Hoạt động của một hạt nhân phóng xạ trong nguồn A p được định nghĩa là tỷ số giữa số dN 0 của các biến đổi hạt nhân tự phát (tự phát) xảy ra trong nguồn (mẫu) trong một khoảng thời gian dt:

NHƯNG R = dN 0 / dt (5.12)

Đơn vị của hoạt độ hạt nhân phóng xạ là becquerel (Bq). Một becquerel bằng hoạt độ của một hạt nhân phóng xạ trong một nguồn (mẫu) trong đó một sự biến đổi hạt nhân tự phát xảy ra trong 1 s.

Hoạt động của hạt nhân phóng xạ NHƯNG R(t) hoặc số nguyên tử phóng xạ của nuclide N (t), giảm trong thời gian t theo quy luật hàm số mũ

NHƯNG R(t) = NHƯNG R 0exp (-λt) = NHƯNG R 0exp (-0,693t / T 1/2) (5,13)

N (t) = N 0 exp (-λt) = N 0 exp (-0,693t / T 1/2) (5,14)

ở đâu NHƯNG R 0, N 0 - hoạt độ của hạt nhân phóng xạ và số nguyên tử phóng xạ của hạt nhân đó trong nguồn tại thời điểm ban đầu t = 0 lần lượt; λ - hằng số phân rã - tỉ số giữa phần hạt nhân dN / N của hạt nhân phóng xạ phân rã trong một khoảng thời gian dt đến khoảng thời gian này: λ = - (1 / N) (dN / dt); T 1/2 - chu kỳ bán rã của một hạt nhân phóng xạ - thời gian mà số hạt nhân của một hạt nhân phóng xạ giảm đi một nửa do kết quả của sự phân rã phóng xạ; 0,693 = ln2.

Từ các định nghĩa trên, nó cho thấy rằng hoạt động của hạt nhân phóng xạ NHƯNG R liên quan đến số nguyên tử phóng xạ trong nguồn tại một thời điểm nhất định bằng quan hệ

NHƯNG R\ u003d λN \ u003d 0,693N / T 1/2 (5,15)

Chúng ta hãy liên hệ khối lượng m của hạt nhân phóng xạ tính bằng gam (không kể khối lượng của hạt tải điện không hoạt động) với hoạt độ của nó NHƯNG R trong becquerels. Số nguyên tử phóng xạ N tương ứng với hoạt độ được xác định từ công thức (5.15), trong đó T 1/2 được biểu thị bằng giây; khối lượng của một nguyên tử tính bằng gam m a \ u003d A / N A, trong đó A là khối lượng nguyên tử, N A là hằng số Avogadro.

m = Nm a = ( NHƯNG R T 1/2 / 0.693) * (A / N A) \ u003d 2 * 40 * 10-24 AT 1/2 NHƯNG R (5.16)

Từ công thức (5.16), người ta cũng có thể biểu thị hoạt độ bằng becquerel của một hạt nhân phóng xạ có khối lượng m tính bằng gam:

NHƯNG R\ u003d 4,17 * 10 23 m / (A * T 1/2) (5,17).

Tính toán liều lượng tương đương hiệu quả

Các cơ quan hoặc mô khác nhau có độ nhạy với bức xạ khác nhau. Người ta đã biết, ví dụ, với cùng một liều lượng bức xạ tương đương, khả năng xuất hiện ung thư ở phổi nhiều hơn ở tuyến giáp, và việc chiếu xạ các tuyến sinh dục (tuyến sinh dục) đặc biệt nguy hiểm do nguy cơ di truyền. hư hại. Do đó, trong những năm gần đây, đối với các trường hợp chiếu xạ không đồng đều các cơ quan hoặc mô khác nhau của cơ thể người, khái niệm liều tương đương hiệu quả H E đã được đưa ra.

Liều tương đương hiệu quả

Н Е = ∑ w i Н i, (5.18)

trong đó H i là liều tương đương trung bình ở cơ quan hoặc mô thứ i; w i là hệ số trọng số, là tỷ số giữa nguy cơ tử vong ngẫu nhiên do chiếu xạ của cơ quan hoặc mô thứ i với nguy cơ tử vong do chiếu xạ đồng đều cơ thể ở cùng liều lượng tương đương (Bảng 5.11). Do đó, chúng tôi xác định sự đóng góp đáng kể của một cơ quan hoặc mô nhất định đối với nguy cơ tác dụng phụ đối với cơ thể dưới chiếu xạ đồng đều:

∑w i = 1 (5,19)

Bảng 5.11 Các hệ số trọng số

Nội tạng hoặc mô	Căn bệnh
	khuyết tật di truyền
tuyến vú
tủy xương đỏ	Bệnh bạch cầu
Tuyến giáp
Bề mặt xương	U ác tính
Tất cả các cơ quan khác