电解质溶液介电常数对离子浓度的依赖性——一种微场方法

我们提出了一种新的微场方法来研究水溶液电解质中水的取向极化对盐浓度和温度的依赖性。该模型考虑了由离子产生的电场引起的溶剂偶极子的取向，以及热涨落的影响。该模型预测介电函数的依赖形式为 $\varepsilon(c)=\varepsilon_w-\beta L(3\alpha c/\beta),\quad\beta=\varepsilon_w-\varepsilon_{\rm ms}$，其中 $L$ 是 Langevin 函数，$c$ 是盐浓度，$\varepsilon_w$ 是纯水的介电常数，$\varepsilon_{\rm ms}$ 是熔融盐极限下电解质溶液的介电常数，$\alpha$ 是离子的总超额极化。该函数形式对各种盐和宽范围的浓度给出了极其准确的介电常数描述。