Расчет степени ионизации. Уравнение М. Сага

Расчет степени ионизации производится на основе определения постоянной равновесия процесса ионизации, а так же термодинамический коэффициент реакции.

Постоянная равновесия рассчитывается путем отношений парциальных давлений (концентрации) продуктов реакции к парциальным давлениям (концентрациям) исходных веществ в период равновесного протекания реакции.

А =А + е Р=1

Под парциальным давлением понимают часть общего давления газов приходящего на конкретный газ. Парциальное давление пропорционально концентрации газов в смеси.

где С - концентрация, определяемая отношением числа конкретных частиц к общему числу частиц в смеси;

Р - общее давление.

Пусть в условном объеме находится n атомов. Происходит ионизация атомов, которая достигла равновесия. Считаем, что ионизация происходит одноступенчатая.

, Х - степень ионизации

Определим концентрации:

Определим парциальные давления каждого вида частиц:

Определим постоянную равновесия:

Из этой формулы по известной можно определить степень ионизации.

По заданному Р и заданной температуре можно определить степень ионизации.

М.Саг постоянную равновесия определил через термодинамический потенциал реакции и получил формулу для определения степени ионизации атомов газа.

где p – давление газа при равновесии;

Т – температура газа при равновесии;

eu_i – работа ионизации;

х – степень ионизации.

Формула предназначена для определения степени ионизации газа.

Результаты расчета степени ионизации различных газов приведены на графике

Из графика следует, что в дуге достигается большая степень ионизации щелочноземельных металлов и меньшая степень ионизации нейтральных газов и других.