اندازه گيري ضريب هاي فعاليت ميانگين KCl در سامانه ي الكتروليتي «پتاسيم كلريد + آب + سرين» و بررسي ترموديناميكي

Mean Activity Coefficients Measurements of KCl in “KCl + H2O + Serine” Electrolyte System and Thermodynamics Investigation

در اين پژوهش سامانه ي الكتروليتي سه جزئي "پتاسيم كلريد آب سرين" از ديدگاه ترموديناميكي و براساس مدل برهمكنش يوني پيتزر مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور اندازه گيري هاي ضريب هاي فعاليت ميانگين به روش پتانسيومتري با استفاده از سلول گالواني بدون اتصال مايع انجام گرفت. سلول گالواني مورد استفاده از نوع –K+-ISE | KCl (m), Serine (%wt.), H2O (100-%wt.) | AgCl-Ag بوده و الكترودهاي يون گزين مورد استفاده الكترود يون گزين پتاسيم بر پايه غشاي PVC و الكترود Ag/AgCl. بودند كه هر دو در آزمايشگاه ساخته شدند. اندازه گيري ها در دماي K 298 و در محدوده ي قدرت يوني mol/kg 0017/0 تا 5/2 مولال در محلول هايي داراي 0/0،0/2، 0/4، 0/8 و 0/10 درصد جرمي از سرين در مخلوط حلال آب سرين انجام شد. بررسي هاي ترموديناميكي به كمك پردازش داده هاي تجربي پتانسيومتري با مدل برهم كنش يوني پيتزر صورت گرفت. در اين كار نخست با تعيين پتانسيومتري ضريب هاي فعاليت ميانگين الكتروليت پتاسيم كلريد در آب و مقايسه ي آن با ضريب هاي فعاليت ميانگين محاسبه شده توسط مدل برهم كنش يوني پيتزر، كارايي روش و زوج الكترود ساخته شده مورد ارزيابي قرار گرفتند. سپس با انطباق ضريب هاي فعاليت ميانگين به دست آمده با مدل، ضريب هاي تنظيم پذير پيتزر (β(0)، β (1)، C (Ø) ) تعيين شدند. در پايان با استفاده از ضريب هاي تنظيم پذير به دست آمده، ويژگي هاي ترموديناميكي محلول مانند ضريب اسمزي حلال (Æ) و انرژي گيبس افزوني (GE) بر اساس مدل برهمكنش يوني پيتزر محاسبه شدند. نتيجه ها نشان مي دهند كه مدل برهم كنش يوني پيتزر براي توصيف سامانه ي الكتروليتي مورد مطالعه موفق مي باشد.

In this research, ternary electrolyte system “KCl + H2O + Serine” was investigated as thermodynamics aspect and based on Pitzer ion-interaction model. For this reason, determination of mean activity coefficients was performed by a potentiometric method and using galvanic cell without a liquid junction. The galvanic cell used was type as K+-ISE | KCl (m), Serine (%wt.), H2O (100-%wt.) | AgCl-Ag and the ion selective electrodes used were potassium ion selective electrode based on PVC and Ag-AgCl electrode that both of them were created in our laboratory. Measurements were carried out at T = 298 K and ionic strength range from 0.0017 to 2.5 molal for different percentage mass fraction of serine (%wt. = 0, 2, 4, 8 and 10) in solution. Thermodynamic investigations were performed by correlation of experimental potentiometric data with Pitzer ion-interaction model. In this work, by determination of mean activity coefficients of KCl electrolyte and comparison of them with the calculated amounts by Pitzer ion-interaction model, the application of the pair electrodes was investigated. Then, by correlation of mean activity coefficients determined with the mode, the adjustable Pitzer parameters (βo, β1, and CØ) were determined. In the long run, thermodynamic properties such as osmotic coefficient (Ø) and excess Gibbs free energy (GE) were calculated by using the adjustable parameters based on Pitzer ion-interaction model. The results showed that the Pitzer ion-interaction model was successfully for a description of the investigated system.