活性度

在化学中,活性()即某物质的“有效梯度”,或称为物质的“有效摩尔分数”。此概念由吉尔伯特·路易斯首先提出。通常活性较高的物质反应性较高,被形容成“活泼”();而活性很低的物质则几乎没有反应性,被形容为“惰性”()。

将理想混合物中组分i的化学势表示式中的摩尔(xi)替换为活度(ai),便可得到真实化合物中组分i的化学式,见下:
:\mu_i(T,p) = \mu_i^\Theta(T) + R \cdot T \cdot \ln(x_i)
:\mu_i(T,p) = \mu_i^\Theta(T) + R \cdot T \cdot \ln(a_i)
理想情况下xi与ai不相等。

活性系数(ri,或称“活性因子”)则按下式定义,相当于真实化合物中i偏离理想情况的程度:
: a_i = \gamma_i \cdot x_i

粗略的计算常用浓度来代替活性,但在精确的溶液酸度、离子强度以及速率常数、平衡常数等众多计算中都应该使用活度。在溶液中,由于单个离子的活度系数无法从实验得到,一般取电解质两种离子活度系数的平均值,称为“平均活性系数”。平均活度系数通常可从化学手册中查到。一般地讲,溶液越浓,离子电荷越高,温度越高,溶液偏离理想溶液的程度就越大,活度系数越小,活度与浓度的差距就会增大。反之亦然。

下表中列出了氯化钠溶液在不同温度和不同浓度下的活性系数。注意活性系数是无量纲的物理量。

金屬活性
銫 > 銣 > 钾 > 鈉 > 锂 > 鐳 > 鋇 > 鍶 > 鈣 > 鎂 > 鋁 > 鈦 > 锰 > 鋅 > 鉻> 鐵 > 鎘 > 鈷 > 镍 > 錫 > 鉛 > 氫 > 鉍 > 銅 > 鎢 > 汞 > 銀> 鉑 > 金

由此可知,當鋁、鎂金屬工廠或材料發生火災時,不可以使用水或者乾粉滅火器滅火。因為鎂與水發生化學反應,產生的氫氣與空氣混合極易引起爆炸;鹵化烷亦會被分解成有毒的光氣,同樣可能產生爆炸。另外,即便以氮氣或二氧化碳包圍燃燒中的金屬,金屬仍然可能繼續悶燒,並將二氧化碳轉化成有毒的一氧化碳,反而助長火勢。通常第一、二族元素原子序大,其活性就比較大。

参见
*活度系数(活度因子)
*绝对活度 - 相对活度
*放射性活度
*氧化

参考资料

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