Effect of ionic polarization on the static permittivity of electrolyte aqueous solutions

Bài báo thuộc danh mục ISI Scopus do nhóm tác giả TS. Trần Thị Nhàn- Giảng viên Vật lý khoa Khoa học cơ bản – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội và PGS.TS Lê Tuấn- Đại học Bách Khoa Hà Nội đăng trên tạp chí Vietnam Journal of Chemistry tập 61 số 6 tháng 12 từ trang 755 đến trang 760, Wiley Research DE&I Statement and Publishing Policies xuất bản trực tuyến ngày 18 tháng 12 năm 2023.

Trong bài báo nhóm tác giả đã phát triển một mô hình lý thuyết với hai thành phần để mô tả điện môi của chất điện phân theo nồng độ và nhiệt độ. Thành phần đầu tiên liên quan tới sự phân cực của các phân tử nước và thành phần thứ hai liên quan tới sự phân cực của các ion. Nhóm tác giả thấy thành phần liên quan tới sự phân cực ion là tương đối đáng kể so với thành phần liên quan tới sự phân cực phân tử ở nhiệt độ phòng. Cơ chế vi động lực chi phối hiện tượng điện môi tĩnh của dung dịch natri clorua không thay đổi khi nhiệt độ thay đổi ở nồng độ 2,8 mol/L được làm sáng tỏ. Sự bù cân bằng giữa sự giảm phần điện môi do sự phân cực phân tử nước và sự gia tăng phần điện môi bắt nguồn từ sự phân cực ion khi nhiệt độ tăng là nguyên nhân gây ra hiện tượng này. Sự giảm mômen lưỡng cực của các phân tử nước khi nhiệt độ tăng cũng được xác nhận bởi mô hình.

Nhóm tác giả chứng minh thành phần điện môi liên quan tới sự phân cực ion đóng vai trò quan trọng và không thể bỏ qua. Phân tích sự phân cực ion có thể hiểu hơn đặc tính động lực học vi mô của dung môi phân cực khác như methanol, propanol và formaminde.

Abstract: We developed a theoretical model with two separate components for the description of the static permittivity of aqueous electrolytes versus concentration and temperature. The first component is due to the water molecular polarization, whereas the second component is governed by the ionic polarization. We found that the permittivity part due to the ionic polarization effect is comparable to that come from the water molecule polarization for aqueous electrolytes at ambient temperatures. The microdynamic mechanism of the phenomenon, which the static permittivity of sodium chloride aqueous solution with concentration of 2.8 mol/L holds constant with the change of temperature, is clarified. The equilibrium compensation between the decrement of the permittivity part due to the water molecular polarization and the increase of that originated from the ionic polarization as increasing temperature is responsible for this phenomenon. The dipole moment reduction of water molecules as rising temperature is also confirmed by the model.

Keywords: Ionic polarization, aqueous electrolytes, static permittivity, dipole moment reduction.

Toàn văn bài báo tải về tại đây https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/vjch.202300036