Legge di Debye-Hückel

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La legge di Debye-Hückel è un'espressione che lega il coefficiente di attività medio $\gamma_{\pm}\,$ di una soluzione elettrolitica alla sua forza ionica. È stata formulata da Peter Debye ed Erich Hückel nel 1923.

Nelle soluzioni di non-elettroliti, il discostamento dal carattere ideale è limitato, anche in soluzioni mediamente concentrate. Per gli elettroliti, invece, la deviazione dall'idealità è sensibile anche in soluzioni con molalità 10^-3 mol kg^-1.

Il modello fisico sottostante alla teoria sviluppata da Debye e Hückel è che gli anioni, in media, tendono a riunirsi intorno ai cationi e viceversa, per interazione coulombiana. A questo fenomeno è attribuita tutta la deviazione dal comportamento ideale, misurata dal coefficiente di attività.

[modifica] La legge limite di Debye-Hückel

La legge limite è ricavata per il limite di bassissima concentrazione:

$\log \gamma_{\pm} = - A \left | z_+ z_- \right | \sqrt[]{I}$

dove $I\,$ è la forza ionica della soluzione e $z_i\,$ è il numero di carica dello ione. $A\,$ è un parametro dipendente dalla costante dielettrica e dalla temperatura, ed è pari a 0,509 per l'acqua a 25 °C.

[modifica] La legge di Debye-Hückel estesa

La legge di Debye-Hückel estesa fornisce risultati coerenti con i risultati sperimentali per concentrazioni fino a circa 0.1 mol kg^-1, quando la forza ionica è troppo alta perché la legge limite sia ancora valida.

$\log \gamma_{\pm} = - \frac{A \left | z_+ z_- \right | \sqrt[]{I}}{1+B\sqrt[]{I}}$

$B\,$ è un parametro correttivo adimensionale. La legge di Debye per concentrazioni ancora più elevate prevede dei termini ulteriori del tipo $bI + cI^2...\,$ dove b, c e così via sono coefficienti che dipendono dall'elettrolita in questione.