Специалисты в области химии комплексных соединений и радиохимии часто используют для вычисления коэффициентов активности ионов в водных растворах так называемую SIT-модель (Specific ion Interaction Theory). SIT-модель учитывает, помимо электростатического вклада Дебая-Хюккеля, только один бинарный коэффициент для каждого взаимодействия катион-анион. Около 400 коэффициентов бинарных взаимодействий табулированы в базе данных Агентства по ядерной энергии. Коэффициенты бинарных взаимодействий могут быть определены из экспериментально измеренных коэффициентов активности электролитов.

Однако такая процедура не может быть напрямую применена к коэффициентам активности сульфатов щелочных металлов, т. к. в водных растворах этих солей, помимо ионов щелочных металлов и сульфат-иона, присутствуют отрицательно заряженные комплексные частицы, образованные вследствие частичной ассоциации ионов щелочных металлов с сульфат-ионами. Таким образом, возникает проблема определения параметров SIT модели из экспериментальных коэффициентов активности для частично ассоциированных электролитов. В общем случае существуют 2 подхода к описанию электролитных систем: приближение полной диссоциации (стехиометрический подход), или равновесное приближение (равновесный подход, учитывающий процессы ассоциации). Концентрации ионов металла и сульфата не равны в этих подходах, различаются и коэффициенты активности ионов в двух системах. Но что важно, между концентрациями ионов и коэффициентами активности в этих двух системах существует однозначное соотношение. C учётом такого соотношения между «стехиометрическими» и «равновесными» концентрациями ионов и коэффициентами активности ионов организована процедура регрессии табулированных коэффициентов активности и определены параметры SIT модели для взаимодействий ионы щелочного металла – сульфат-ион и ионы щелочного металла – отрицательно заряженные комплексные частицы.

Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.