Calculadora de coeficiente de atividade

Estime o coeficiente de atividade de um íon pela força iônica e pela carga usando a equação de Davies a 25 °C.

Calcular um coeficiente de atividade
Insira a força iônica até 0.5 mol/L e uma carga iônica inteira diferente de zero.

Sobre os coeficientes de atividade

Um coeficiente de atividade relaciona a concentração medida de uma espécie dissolvida à sua atividade termodinâmica efetiva. Soluções diluídas ideais tratam concentração e atividade como iguais, com coeficiente igual a um. Íons reais interagem por atração e repulsão eletrostáticas e com o solvente ao redor; por isso, seu comportamento químico frequentemente difere do previsto apenas pela concentração. Constantes de equilíbrio, potenciais de eletrodo, cálculos de solubilidade, sistemas ácido-base e energias de reação são expressos com mais exatidão por atividades. Esta calculadora usa a equação de Davies a 25 graus Celsius. A equação estima o logaritmo decimal do coeficiente de atividade a partir da força iônica I e do número de carga z. A força iônica reúne todos os íons da solução e pondera cada concentração pelo quadrado da carga. Como a expressão de Davies recebe a força iônica, e não uma lista de espécies, calcule-a separadamente quando houver vários eletrólitos. O sinal da carga não afeta o modelo, pois ela é elevada ao quadrado. Assim, íons com carga mais dois e menos dois recebem a mesma estimativa para a mesma força iônica. A equação de Davies amplia a teoria de Debye-Hückel com um termo empírico e costuma ser aplicada até forças iônicas de cerca de 0.5 mol por litro. Em geral, prevê um coeficiente menor que um quando a força iônica cresce a partir de zero. Íons multivalentes apresentam correções muito maiores que os monovalentes devido ao termo de carga ao quadrado. Com força iônica zero, o coeficiente calculado é um, correspondendo ao limite ideal de diluição infinita. Trate o resultado como estimativa, não como propriedade universal do material. O coeficiente depende de temperatura, solvente, formação de pares iônicos e composição do meio, enquanto a equação simplificada usa uma constante adequada para água próxima de 25 graus Celsius. Salmouras concentradas, solventes mistos e sistemas que exigem alta exatidão analítica pedem modelos de interação iônica específica, como Pitzer, ou coeficientes experimentais. Para atividades acadêmicas comuns e forças iônicas aquosas moderadas, Davies permite aproximar a atividade rapidamente, multiplicando a concentração pelo coeficiente calculado.

Exemplos de coeficientes de atividade

Valores calculados pela equação de Davies a 25 °C.

Íon e força iônicaCoeficienteObservação
z = 1, I = 0.10 mol/L0.7816Correção típica para íon monovalente.
z = 2, I = 0.10 mol/L0.3732A carga ao quadrado produz uma correção maior.
z = -1, I = 0.01 mol/L0.9021Uma solução diluída se aproxima do comportamento ideal.

Como calcular um coeficiente de atividade

  1. Determine a força iônica total da solução aquosa.
  2. Insira a força iônica em mols por litro.
  3. Insira a carga inteira do íon com o sinal.
  4. Selecione Calcular coeficiente de atividade e use gama para converter concentração em atividade.

Perguntas frequentes sobre coeficiente de atividade

O que é atividade iônica?

Atividade é uma concentração efetiva usada em relações termodinâmicas. Considera as interações que fazem uma solução real se afastar do comportamento ideal baseado na concentração.

Um coeficiente de atividade pode ser maior que um?

Sim, alguns sistemas reais e faixas de concentração produzem coeficientes acima de um. Na faixa prevista, Davies costuma retornar valores iguais ou inferiores a um e não representa todas as interações específicas.

O sinal da carga do íon importa?

Não na equação de Davies, pois o número de carga é elevado ao quadrado. Íons positivos e negativos com cargas de mesmo módulo recebem o mesmo coeficiente na mesma força iônica.

Por que a calculadora é limitada a 0.5 mol/L?

A equação de Davies é uma aproximação para soluções aquosas diluídas a moderadamente concentradas. Forças iônicas maiores geralmente exigem modelos mais avançados ou dados medidos.

Como usar o resultado?

Para uma estimativa simples na escala de concentração, multiplique a concentração da espécie pelo coeficiente de atividade. Confira se as convenções de concentração e constante de equilíbrio correspondem ao cálculo realizado.