활동도 계수 계산기
이온 세기와 전하수로 25 °C에서 데이비스 식을 사용해 이온의 활동도 계수를 추정합니다.
활동도 계수 계산
0.5 mol/L 이하의 이온 세기와 영이 아닌 정수 전하수를 입력하세요.
활동도 계수 소개
활동도 계수는 용존 화학종의 측정 농도를 유효한 열역학적 활동도와 연결합니다. 이상적인 묽은 용액은 농도와 활동도를 같게 취급하므로 계수가 일입니다. 실제 이온은 정전기적 인력, 척력 및 주변 용매를 통해 상호작용하므로 농도만으로 예측한 것과 다른 화학적 거동을 보일 수 있습니다. 평형 상수, 전극 전위, 용해도 계산, 산·염기계 및 반응 에너지는 활동도로 표현할 때 가장 정확합니다.
이 계산기는 섭씨 25도에서의 데이비스 식을 사용합니다. 이 식은 이온 세기 I와 전하수 z를 이용해 활동도 계수의 상용로그를 추정합니다. 이온 세기는 용액의 모든 이온을 반영하며 각 농도에 전하수의 제곱을 가중합니다. 데이비스 식은 화학종 목록이 아닌 이온 세기를 입력받으므로 여러 전해질이 포함된 용액은 이온 세기를 별도로 계산해야 합니다. 전하수를 제곱하므로 부호는 모델에 영향을 주지 않습니다. 이온 세기가 같으면 양의 이가 이온과 음의 이가 이온에 같은 추정값이 나옵니다.
데이비스 식은 디바이–휘켈 이론에 경험항을 더한 것으로, 보통 약 0.5몰 매 리터까지의 이온 세기에 적용합니다. 이온 세기가 영에서 증가하면 일반적으로 일이하의 계수를 예측합니다. 전하수 제곱항 때문에 다가 이온은 일가 이온보다 보정이 훨씬 큽니다. 이온 세기가 영이면 계수는 일로, 이상적인 무한 희석 한계와 일치합니다.
결과를 보편적인 물성값이 아니라 추정치로 취급하세요. 계수는 온도, 용매, 이온쌍 형성 및 매질 조성에 따라 달라지지만 단순화한 식은 섭씨 25도 부근의 물에 적합한 상수를 사용합니다. 농축 염수, 혼합 용매 및 높은 분석 정확도가 필요한 계에는 Pitzer 같은 특정 이온 상호작용 모델이나 실험으로 측정한 계수가 필요합니다. 일반적인 수업과 중간 정도 이온 세기의 수용액에서는 농도에 계산 계수를 곱해 활동도를 빠르게 근사할 수 있습니다.
활동도 계수 예시
25 °C에서 데이비스 식으로 계산한 값입니다.
| 이온과 이온 세기 | 계수 | 관찰 |
|---|---|---|
| z = 1, I = 0.10 mol/L | 0.7816 | 일반적인 일가 이온 보정입니다. |
| z = 2, I = 0.10 mol/L | 0.3732 | 전하수 제곱으로 보정이 더 커집니다. |
| z = -1, I = 0.01 mol/L | 0.9021 | 묽은 용액은 이상적인 거동에 가까워집니다. |
활동도 계수 계산 방법
- 수용액의 전체 이온 세기를 구하세요.
- 이온 세기를 몰 매 리터로 입력하세요.
- 이온 전하수를 부호가 있는 정수로 입력하세요.
- 활동도 계수 계산을 선택하고 감마를 이용해 농도를 활동도로 바꾸세요.
활동도 계수 자주 묻는 질문
이온 활동도란 무엇인가요?
활동도는 열역학 관계에서 사용하는 유효 농도입니다. 실제 용액이 이상적인 농도 거동에서 벗어나게 하는 상호작용을 반영합니다.
활동도 계수가 일보다 클 수 있나요?
네. 일부 실제 계와 농도 범위에서는 일이 넘는 계수가 나옵니다. 데이비스 모델은 적용 범위에서 보통 일 이하의 값을 반환하며 모든 특정 상호작용을 표현하지는 못합니다.
이온 전하의 부호가 중요한가요?
데이비스 식은 전하수를 제곱하므로 부호가 중요하지 않습니다. 전하 크기가 같은 양이온과 음이온은 동일 이온 세기에서 같은 계수를 갖습니다.
왜 0.5 mol/L로 제한하나요?
데이비스 식은 묽거나 중간 농도인 수용액용 근사식입니다. 더 높은 이온 세기에는 보통 고급 모델이나 측정 데이터가 필요합니다.
결과를 어떻게 사용하나요?
단순한 농도 척도 추정에는 화학종 농도에 활동도 계수를 곱하세요. 농도와 평형 상수의 정의 관례가 수행하는 계산과 일치하는지 확인해야 합니다.