3.4　濃度、活度與活度系數

活度可以認為是離子在化學反應中起作用的有效濃度。如果c表示離子i的濃度，a代表活度，則它們之間的關系為：

　　（3-4）

比例系數γ_i稱為離子i的活度系數，它用來表達實際溶液和理想溶液之間偏差的大小。對于強電解質溶液，當溶液的濃度極稀時，離子之間的距離是如此之大，以致離子之間的相互作用力小到可以忽略不計，這時，活度系數就可以視為1，即a=c。

由于活度系數代表離子間力影響的大小，因此活度系數的大小與溶液的離子強度有關。離子強度I與溶液中各種離子的濃度及電荷有關，其計算式為：

　　（3-5）

式中，c_i、Z_i分別為溶液中第i種離子的濃度和電荷。

對于AB型電解質稀溶液（＜0.1mol·L^-1），當離子強度較小時，可以不考慮水化離子的大小，活度系數可按德拜-休克爾（Debye-Hückel）極限公式計算：

　　（3-6）

顯然，溶液中的離子強度越大，活度系數就越小。表3-1列出了不同離子強度時各種相同價離子的平均活度系數。

可見，同樣的離子強度對高價離子的活度系數影響要大得多。

對于中性分子的活度系數，當溶液的離子強度改變時，會有所變化，不過這種變化很小，可以認為中性分子的活度系數近似地等于1。

從上述討論可知，在討論溶液中的化學平衡時，如果以有關物質的濃度代入各種平衡常數公式進行計算，所得結果與實驗結果就會產生偏差。對于較濃的強電解質溶液，這種偏差更為明顯。為了校正離子強度的影響，就必須用活度來進行計算。因此，在實際工作中，應在標定及相應的測定過程中盡量采用相近的溶液條件，從而克服由于離子強度的改變對測定結果準確度和精密度的影響。