Alkalimetallien termodynaaminen aktiivisuus laimeissa amalgaameissa lämpötilassa 25°C

Abstract

Tämän työn tarkoituksena oli määrittää alkalimetalleille 25°C lämpötilassa aktiivisuuskertoimia laimeissa amalgaameissa, käyttäen alkalimetallisuolojen termodynaamisia ominaisuuksia laimeissa vesiliuoksissa ja amalgaami elektrodia. Tavoitteena oli luoda uusi laskentamalli, jossa sovitettiin suoraparvi jokaiselle tutkivalle alkalimetallille. Metallikohtaisien suoraparvien määrittämisessä ehtoina olivat, että kulmakertoimien tulee olla samat, mutta y-akselin leikkauspisteet eroavat toisistaan. Suoraparvien kulmakertoimien ja y-akselin leikkauskohtien määrittämiseen käytettiin pienimmän neliösumman menetelmää. Suoraparvien määrittämisen onnistumista testattiin residuaalipiirrosten avulla. Saaduista suoraparvista saatiin ratkaistua metalleille aktiivisuuskertoimien yhtälöt. Työssä laskettiin myös amalgaamielektrodien standardipotentiaaleja ja vertailtiin tuloksia kirjallisuuden arvoihin. Tulokset vastasivat kirjallisuuden arvoja lähes jokaisessa tapauksessa. Tuloksista huomattiin, että aktiivisuuskertoimet poikkeavat huomattavasti ykkösestä ja siksi ovat hyvin epäideaalisia. Myös eri metallien aktiivisuudet poikkesivat toisistaan jo pienimmässäkin mooliosuuksissa alkaen arvosta 0,001.

The purpose of this study was to determine activity coefficients for alkali metals in dilute amalgams at the temperature of 25°C using thermodynamic properties of dilute aqueous solutions of alkali metal salts and amalgam electrodes containing alkali metals. The aim was to create a new calculation method where a straight line family was fitted for every examined alkali metal. Conditions for the metal-specific straight line families were that the slopes had to be the same while the intercepts with the y-axis were different. The least square method was used to determine the slope and the intercepts with straight line families and the y-axis. The success of the fitting was tested with residual plots. The equations for the metal activity coefficients were solved from the received straight line families. In this study were also calculated standard potentials for the amalgam electrodes and compared them with literature values. Results agreed with literature values almost in every occasion. From the results one can point out that the activity coefficients deviated considerably from unity and therefore the amalgams are very non-ideal. Also, the activity coefficients of the different metals deviated from each other already in the least mole fraction value beginning from 0,001.