Калькулятор ионной силы

Ионная сила описывает суммарное электростатическое влияние ионов, растворенных в растворе. Она учитывает количество каждого иона и величину его электрического заряда. Стандартное выражение: I = 1/2 Σ(c z²), где c — молярная концентрация, а z — зарядовое число со знаком. Возведение заряда в квадрат делает вклад положительных и отрицательных ионов положительным, а ионы с большим зарядом оказывают непропорционально сильное влияние. В простом растворе хлорида натрия 0.10 mol/L модули зарядов натрия и хлорида равны единице. До умножения на половину их вклады дают 0.20 mol/L, поэтому ионная сила равна 0.10 mol/L. Хлорид кальция ведет себя иначе. Каждый ион кальция имеет заряд плюс два и дает вклад, вчетверо превышающий его концентрацию, а два хлорид-иона, необходимые для электронейтральности, вносят каждый свою концентрацию. Поэтому многовалентные электролиты быстро повышают ионную силу. Ионная сила не равна общей концентрации растворенных веществ. Два раствора могут содержать одинаковое общее число растворенных частиц, но иметь разную ионную силу при разных зарядах. Она также отличается от электропроводности, которая зависит не только от концентрации и заряда, но и от подвижности ионов. Калькулятор предполагает концентрации в mol/L и учитывает все введенные частицы при указанных равновесных концентрациях. Химики используют ионную силу при оценке коэффициентов активности, констант равновесия, растворимости, скоростей реакций и электрохимического поведения. В достаточно разбавленных растворах теория Дебая-Хюккеля связывает коэффициенты активности с ионной силой. Более концентрированные растворы требуют расширенных моделей, поскольку становятся существенными образование ионных пар, конечный размер ионов и взаимодействия с растворителем. Биохимические лаборатории также контролируют ионную силу из-за ее влияния на сворачивание и связывание белков, активность ферментов и хроматографию. Для физически согласованного макроскопического раствора положительные и отрицательные заряды должны обеспечивать электронейтральность при умножении концентрации на заряд со знаком. Формула даст число и для несбалансированного списка, но такой список может не описывать реально существующий раствор. Включайте ионы-наблюдатели и противоионы, а не только участников реакции. Используйте аналитические концентрации лишь при практически полной диссоциации; для слабых электролитов по возможности берите равновесные концентрации ионов. Калькулятор дает наглядную сумму для повседневного приготовления растворов, обучения и быстрых лабораторных проверок. Он не заменяет полную модель активности для концентрированных рассолов или смешанных растворителей, но вычисляет корректную ионную силу в обычном определении по указанным частицам.