Debyeova-Hückelova teorie vychází z předpokladu, že silné elekterolyty jsou kompletně disociovány na ionty. Pozorované odchylky od ideálního chování se pak vesměs připisují elektrickým interakcím, ke kterým dochází mezi ionty. Při teoretickém odvození rovnovážných vlastností iontových roztoků je proto třeba vypočítat dodatkovou Gibbsovu energii vyplývající z těchto elektrostatických interakcí.

Kdyby byly ionty v roztoku rozloženy zcela náhodně, byla by pravděpodobnost, že v blízkosti daného iontu najdeme kladný ion, naprosto stejná jako pravděpodobnost, že tam najdeme ion záporný. Tomuto zcela nahodilému rozložení iontů by příslušela nulová elektrostatická energie, protože v průměru by byl počet vzájemně se přitahujících dvojic přesně vykompenzován počtem dvojic vzájemně se odpuzujících. Je zřejmé, že tento způsob rozložení iontů nemůže odpovídat fyzikální realitě, protože v bezprostřední blízkosti kladného iontu najdeme vždy mnohem pravděpodobněji záporný ion než další ion kladný. Dokonalému uspořádání navíc zabraňuje tepelný pohyb, výsledná situace je ale určitým dynamickým kompromisem mezi účinky elektrostatických interakcí vedoucích k vytváření pravidelných konfigurací a účinky kinetických srážek vedoucích naopak k jejich rozrušování. Úkolem je zjistit střední elektrický potenciál j daného iontu v roztoku, způsobený všemi ostatními ionty. Při znalosti j lze vypočítat práci, kterou je nutno vynaložit na vratné nabití iontů na tento potenciál, a tato práce pak bude udívat Gibbsovu energii danou elektrostatickými interakcemi. Dodatková elektrická Gibbsova energie je v přímém vztahu k aktivitním koeficientům iontů, protože jak tato energie, tak aktivitní koeficienty jsou mírou odchylky od ideálního chování.

Debyeova- Hückelova teorie je teorií elektrostatickou, proto ji lze využít pro výpočet aktivitních koeficientů jednotlivých iontů. Na rozdíl od termodynamiky, zabývající se vztahy mezi měřitelnými veličinami, vychází elektrostatika z abstraktního modelu přírodních jevů. U tohoto postupu se nakonec kombinují vypočtené veličiny tak, aby byla získána teoretická hodnota některé měřitelné veličiny.

Další informace

Protolytické rovnováhy - kyseliny a zásady

Jaroslava Vávrová