探讨溶液活度系数的计算及影响溶液活度的因素
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[摘 要]电导法计算活度系数，用正交试验安排试验。对溶液加入脉冲电场，改变三个因素：浓度、频率、电压，确定哪个是影响溶液活度的主要因素。对结果进行分析，得出最佳拟和参数。
[关键词]电解质溶液；活度；脉冲电场；电导法
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）37-0254-01
1. 前言
电解质在溶剂中的活度是溶液热力学研究的重要参数。电解质溶液活度系数的研究在海洋化学，盐湖化学，污染控制等领域中有着重要的意义，电解质活度系数理论既是国内外溶液热力学理论研究的热点，又是主要的电化学研究领域，同时也是含盐溶液蒸馏，湿法冶金，生物化工等工程上的需要。
2. 实验
2.1 实验仪器
电脉冲发生器，温度计，电子天平，电极，恒温水浴锅，NaCl溶液，DDS-ⅡA型电导率仪。
2.2 实验步骤
（1）0.04mol/kg，0.05mol/kg，0.06mol/kg的NaCl溶液各三份，置于烧杯中。
（2）将烧杯置于恒温水浴锅，保持25℃，将温度计，电极，电导率仪放入烧杯。
（3）调节电脉冲发生器，将电压，频率调至所需位置，打开电导率仪。
（4）打开电脉冲发生器，每一个样品测30分钟，每隔3分钟读一次电导率。
2.3 数据处理
2.3.1 数据记录方法
3个因子全取3个水平，对各因子水平进行随机化，见表1。
2.3.2 数据记录
见表2，表3。
2.3.3 寻找最优工艺条件
⑴ 浓度0.04mol/kg，电导率之和ⅠA= 0.5×104+0.481×104+0.479×104=1.46×104
⑵ 浓度0.05mol/kg，电导率之和ⅡA= 1.754×104
⑶ 浓度0.06mol/kg时，电导率之和ⅢA= 2.193×104
==0.4867×104；==0.5847×104；==0.731×104
⑷ 频率40HZ，电导率之和ⅠB=1.811×104
⑸ 频率50HZ，电导率之和ⅡB= 1.79×104
⑹ 频率90HZ，电导率之和ⅢB=1.806×104
==0.6037×104；==0.5967×104；==0.602×104
⑺ 电压4V，电导率之和ⅠC= 1.818×104
⑻ 电压5V，电导率之和ⅡC= 1.782×104
⑼ 电压6V，电导率之和ⅢC= 1.806×104
==0.606×104；==0.5940×104；==0.6020×104
可知当浓度0.06mol/kg，频率90 HZ，电压4V时的电导率最高。
2.3.4 分析因素的主次
=0.2443×104，=0.007×104，=0.012×104，RA>RC>RB，浓度为主要因素，电压为第二，频率为第三影响因素（以上计算中电导率、浓度、频率、电压的单位分别为μs/cm， mol/kg， HZ， V）。
2.3.5 活度系数的计算
（1）浓度0.04mol/kg，频率40HZ，电压4 V，
测前：
得
测后：得
（2）浓度0.04mol/kg，频率50HZ，电压5V时，
得=0.9110
（3）浓度0.04mol/kg，频率90HZ，电压6V时，
得
（4）浓度0.05mol/kg，频率40HZ，电压5V时，
测前：
得
测后： 得=0.8423
（5）浓度0.05mol/kg，频率50HZ，电压6V时，
得
（6）浓度0.05mol/kg，频率90HZ，电压4V时，
得
（7）浓度0.06mol/kg，频率40HZ，电压6V时，
测前：
得
测后： 得
（8）浓度0.06mol/kg，频率50HZ，电压4V时，
得
（9）浓度0.06mol/kg，频率90HZ，电压5V时，
得
3. 总结
1.浓度为0.06mol/kg，频率为90HZ，电压为4V时电导率最高，三个因素的主次关系：浓度>电压>频率。
2.脉冲电场对NaCl溶液的活度有影响。
参考文献：
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[3] 李以圭.金属溶剂萃取热力学[M].清华大学出版社，1988
[4] Zerres H.，Prausnitz J.M.Thermodynamics of Phase Equilibria in Aqueous Organic Systems with Salt.AICHE J.1994，40（4）：676-691
作者简介
邵丹（1983―），研究生，现为东北大学设计研究院（有限公司）工程师。