Iontová síla - Ionic strength
Koncept iontová síla byl poprvé představen Lewis a Randall v roce 1921 při popisu koeficienty aktivity z silné elektrolyty.[1] Iontová síla a řešení je měřítkem koncentrace z ionty v tom řešení. Iontový sloučeniny, když rozpuštěn ve vodě, distancovat na ionty. Celkem elektrolyt koncentrace v roztoku ovlivní důležité vlastnosti, jako je disociační konstanta nebo rozpustnost různých soli. Jednou z hlavních charakteristik roztoku s rozpuštěnými ionty je iontová síla. Iontová síla může být molární (roztok mol / L) nebo molal (mol / kg rozpouštědla) a aby nedošlo k záměně, měly by být jednotky výslovně uvedeny.[2]
Kvantifikace iontové síly
The molární iontová síla, Já, řešení je funkcí koncentrace z Všechno ionty přítomný v tom řešení.[3]
kde jedna polovina je proto, že zahrnujeme obě kationty a anionty, Ci je molární koncentrace iontu i (M, mol / L), zi je nabít číslo tohoto iontu a součet je převzat za všechny ionty v roztoku. Pro poměr 1: 1 elektrolyt jako chlorid sodný, kde je každý iont samostatně nabitý, iontová síla se rovná koncentraci. Pro elektrolyt MgSO4, nicméně, každý iont je dvakrát nabitý, což vede k iontové síle, která je čtyřikrát vyšší než ekvivalentní koncentrace chloridu sodného:
Obvykle multivalentní ionty silně přispívají k iontové síle.
Příklad výpočtu
Jako složitější příklad lze uvést iontovou sílu směsného roztoku 0,050 M v Na2TAK4 a 0,020 M v KCl je:
Neideální řešení
Protože v non-ideální řešení svazky již nejsou přísně aditivní, s nimiž je často lepší pracovat molalita b (mol / kg H2O) spíše než molarita C (mol / l). V takovém případě je molal iontová síla definována jako:
ve kterém
- i = iontové identifikační číslo
- z = náboj iontu
Důležitost
Iontová síla hraje ústřední roli v Debye – Hückelova teorie který popisuje silné odchylky od ideality, se kterými se obvykle setkáváme v iontových roztocích.[4][5] Je také důležité pro teorii dvojitá vrstva a související elektrokinetické jevy a elektroakustické jevy v koloidy a další heterogenní systémy. Toto je Délka debye, což je inverzní hodnota k parametru Debye (κ), je nepřímo úměrný druhé odmocnině iontové síly. Byly použity molární i molové iontové síly, často bez výslovné definice. Délka debye je charakteristická pro tloušťku dvojité vrstvy. Zvýšení koncentrace nebo mocenství z protiionty komprimuje dvojitou vrstvu a zvyšuje elektrický potenciál spád.
Média s vysokou iontovou silou se používají v stanovení konstanty stability aby se během titrace minimalizovaly změny v kvocientu aktivity rozpuštěných látek při nižších koncentracích. Přírodní vody jako např minerální voda a mořská voda mají často nezanedbatelnou iontovou sílu v důsledku přítomnosti rozpuštěných solí, což významně ovlivňuje jejich vlastnosti.
Viz také
- Aktivita (chemie)
- Koeficient aktivity
- Bromleyova rovnice
- Daviesova rovnice
- Debye – Hückel rovnice
- Debye – Hückelova teorie
- Dvouvrstvá (mezifázová)
- Dvouvrstvá (elektroda)
- Síly dvou vrstev
- Elektrická dvouvrstvá
- Gouy-Chapmanův model
- Flokulace
- Peptizace (inverzní flokulace)
- Teorie DLVO (z Derjaguin, Landau, Verwey a Overbeek)
- Rozhraní a koloidní věda
- Osmotický koeficient
- Pitzerovy rovnice
- Poisson-Boltzmannova rovnice
- Teorie interakce specifických iontů
- Solení
- Solení
externí odkazy
Reference
![]() | tento článek potřebuje další citace pro ověření.Říjen 2008) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) ( |
- ^ Sastre de Vicente, Manuel E. (2004). „Koncept iontové síly osmdesát let po jeho zavedení v chemii“. Journal of Chemical Education. 81 (5): 750. Bibcode:2004JChEd..81..750S. doi:10.1021 / ed081p750.
- ^ Solomon, Theodros (2001). "Definice a jednotka iontové síly". Journal of Chemical Education. 78 (12): 1691. Bibcode:2001JChEd..78.1691S. doi:10.1021 / ed078p1691.
- ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “Iontová síla, Já ". doi:10.1351 / goldbook.I03180
- ^ Debye, P .; Huckel, E. (1923). „Zur Theorie der Elektrolyte. I. Gefrierpunktserniedrigung und verwandte Erscheinungen“ [Teorie elektrolytů. I. Snížení bodu tuhnutí a souvisejících jevů] (PDF). Physikalische Zeitschrift. 24: 185–206. Archivovány od originál (PDF) dne 02.11.2013.
- ^ Skoog, D. A.; West, D.M .; Holler, F.J .; Crouch, S.R. (2004). Základy analytické chemie. Brooks / Cole Pub Co. ISBN 0-03-058459-0.