戴维斯方程

戴维斯方程（英語：Davies equation）是热力学中用于计算较高浓度电解质溶液活度系数的经验公式。为德拜-休克尔公式（英语：Debye–Hückel theory）（适用于低浓度溶液求活度系数）在较高浓度下的延伸^[1][2]。由塞西尔·W·戴维斯（Cecil W. Davies）于1938年提出并通过测量多组数据进行改进得到。在25°C，其表达式如下：^[3][4]

$${\displaystyle -\log f_{\pm }=0.51z_{1}z_{2}\left({\frac {\sqrt {I}}{1+{\sqrt {I}}}}-0.30I\right)}$$

其中${\displaystyle f_{\pm }}$=${\displaystyle {\sqrt[{v}]{{\bigl (}f_{+}^{v+}f_{-}^{v-}{\bigr )}}}}$为平均摩尔活度系数， ${\displaystyle z_{1}}$和${\displaystyle z_{2}}$为电解质正负离子的电荷，${\displaystyle I}$为离子强度。

其和德拜-休克尔公式（英语：Debye–Hückel theory）可用以下通式表示（25°C）^[1]：$${\displaystyle -\log f_{\pm }=0.51z_{1}z_{2}\left({\frac {\sqrt {I}}{1+A{\sqrt {I}}}}-BI\right)}$$

• 当${\displaystyle A=0.33a_{0}}$，${\displaystyle a_{0}}$为以埃米（Å）表示有效离子直径；${\displaystyle B=0}$时为德拜-休克尔公式。
• ${\displaystyle A=1}$，${\displaystyle B=0.3}$时则为戴维斯方程^[1]

虽然戴维斯本人最初的公式是${\displaystyle B=0.2}$，但${\displaystyle B=0.3}$预测效果更好也是目前最常用的参数，虽然有时候也有其他数值，但不及0.3常见^[2]。

戴维斯方程对1:1型电解质（即正负离子电荷数为1，如氯化钠）预测效果最好，适用离子强度范围可高达0.7 mol/L。由于戴维斯方程和德拜-休克尔公式一样得到的是平均活度系数，且均只考虑了离子的电荷数，因此只要电荷数一样算出来的结果均为一个值，不能区分离子种类。此外，其忽略了离子在溶液中可能会形成离子对的情况，因此其不适用于不对称电解质溶液^[2]。

对于更高浓度以及更复杂情况，详见：

• 皮策方程
• 布罗姆利方程

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