イオン強度計算機

イオン強度は、溶液に溶けているイオンの総合的な静電効果を表します。各イオンの量と電荷の大きさの両方を考慮します。標準的な式はI = 1/2 Σ(c z²)で、cはモル濃度、zは符号付き電荷数です。電荷数を二乗するため陽イオンも陰イオンも正に寄与し、電荷数の大きいイオンほど強く影響します。 単純な0.10 mol/Lの塩化ナトリウム溶液では、ナトリウムイオンと塩化物イオンの電荷数の絶対値はどちらも一です。寄与の合計0.20 mol/Lに半分を掛けるため、イオン強度は0.10 mol/Lです。塩化カルシウムでは異なります。カルシウムイオンは正二価なので濃度の四倍を寄与し、電気的中性を保つために必要な二つの塩化物イオンは、それぞれ自身の濃度を寄与します。多価電解質がイオン強度を急速に高めるのはこのためです。 イオン強度は全溶存濃度とは異なります。溶けている粒子の総数が同じでも、電荷数が異なればイオン強度は変わります。また、濃度と電荷に加えてイオンの移動度にも依存する電気伝導率とも異なります。この計算機は濃度をmol/Lとし、入力されたすべての化学種を指定された平衡濃度で計上します。 化学では、活量係数、平衡定数、溶解度、反応速度、電気化学的挙動の推定にイオン強度を使います。十分に希薄な溶液では、デバイ・ヒュッケル理論が活量係数とイオン強度を結び付けます。濃い溶液ではイオン対形成、有限のイオンサイズ、溶媒との相互作用が重要になるため、拡張モデルが必要です。生化学実験でも、タンパク質の折り畳み、結合、酵素活性、クロマトグラフィーに影響するためイオン強度を管理します。 物理的に整合したバルク溶液では、濃度と符号付き電荷数の積の合計が電気的中性を満たす必要があります。不均衡な一覧でも式は数値を返しますが、実在可能な巨視的溶液を表していない場合があります。反応に関わる化学種だけでなく、傍観イオンや対イオンも含めてください。分析濃度を使うのは解離が事実上完全な場合に限り、弱電解質では可能な限り平衡イオン濃度を使います。 この計算機は、日常の溶液調製、教育、実験の簡易確認向けに分かりやすい総和を提供します。濃厚塩水や混合溶媒系の完全な活量モデルの代わりにはなりませんが、入力した化学種から通常の定義に沿ったイオン強度を求められます。