Calculator de Forță Ionică pentru Soluții Chimice
Calculează forța ionicǎ a soluțiilor pe baza concentrației ionilor și a sarcinii. Esențial pentru chimie, biochimie și aplicații în știința mediului.
Calculator de Forță Ionică
Informații despre Ioni
Ion 1
Formula de Calcul
Rezultatul Forței Ionice
Acest calculator determină forța ionică a unei soluții pe baza concentrației și încărcării fiecărui ion prezent. Forța ionică este o măsură a concentrației totale de ioni într-o soluție, ținând cont atât de concentrație, cât și de încărcare.
Documentație
Calculator de Forță Ionică
Introducere
Calculatorul de Forță Ionică este un instrument puternic conceput pentru a determina cu acuratețe forța ionică a soluțiilor chimice pe baza concentrației ionilor și a sarcinii. Forța ionicã este un parametru crucial în chimia fizică și biochimie care măsoară concentrația ionilor dintr-o soluție, ținând cont atât de concentrația lor, cât și de sarcină. Acest calculator oferă o modalitate simplă, dar eficientă de a calcula forța ionicã pentru soluții care conțin mai mulți ioni, fiind inestimabil pentru cercetători, studenți și profesioniști care lucrează cu soluții electrolitice.
Forța ionicã afectează numeroase proprietăți ale soluțiilor, inclusiv coeficientii de activitate, solubilitatea, vitezele de reacție și stabilitatea sistemelor coloidale. Prin calcularea precisă a forței ionice, oamenii de știință pot prezice și înțelege mai bine comportamentul chimic în diverse medii, de la sisteme biologice la procese industriale.
Ce este Forța Ionică?
Forța ionicã (I) este o măsură a concentrației totale de ioni dintr-o soluție, având în vedere atât concentrația fiecărui ion, cât și sarcina acestuia. Spre deosebire de o simplă sumă a concentrațiilor, forța ionicã dă o greutate mai mare ionilor cu sarcini mai mari, reflectând influența lor mai puternică asupra proprietăților soluției.
Conceptul a fost introdus de Gilbert Newton Lewis și Merle Randall în 1921 ca parte a lucrării lor despre termodinamica chimică. De atunci, a devenit un parametru fundamental în înțelegerea soluțiilor electrolitice și a proprietăților acestora.
Formula Forței Ionice
Forța ionicã a unei soluții se calculează folosind următoarea formulă:
Unde:
- este forța ionicã (de obicei în mol/L sau mol/kg)
- este concentrația molară a ionului (în mol/L)
- este sarcina ionului (fără dimensiune)
- Suma se face peste toți ionii prezenți în soluție
Factorul de 1/2 din formulă ține cont de faptul că fiecare interacțiune ionicã este numărată de două ori atunci când se face suma peste toți ionii.
Explicație Matematică
Formula forței ionice dă o greutate mai mare ionilor cu sarcini mai mari datorită termenului pătrat (). Acest lucru reflectă realitatea fizică că ionii multivalenți (cei cu sarcini de ±2, ±3 etc.) au un efect mult mai puternic asupra proprietăților soluției decât ionii monovalenți (cei cu sarcini de ±1).
De exemplu, un ion de calciu (Ca²⁺) cu o sarcină de +2 contribuie de patru ori mai mult la forța ionicã decât un ion de sodiu (Na⁺) cu o sarcină de +1 la aceeași concentrație, deoarece 2² = 4.
Note Importante Despre Formulă
-
Pătratul Sarcinii: Sarcina este pătrată în formulă, astfel încât ionii negativi și pozitivi cu aceeași sarcină absolută contribuie în mod egal la forța ionicã. De exemplu, Cl⁻ și Na⁺ contribuie amândouă la forța ionicã în aceeași măsură la concentrații egale.
-
Unități: Forța ionicã este de obicei exprimată în mol/L (molar) pentru soluții sau mol/kg (molal) pentru soluții mai concentrate în care schimbările de volum devin semnificative.
-
Molecule Neutre: Moleculele fără sarcină (z = 0) nu contribuie la forța ionicã, deoarece 0² = 0.
Cum să Folosești Calculatorul de Forță Ionică
Calculatorul nostru oferă o modalitate simplă de a determina forța ionicã a soluțiilor care conțin mai mulți ioni. Iată un ghid pas cu pas:
-
Introducerea Informațiilor Despre Ioni: Pentru fiecare ion din soluția ta, introdu:
- Concentrația: Concentrația molară în mol/L
- Sarcina: Sarcina ionicã (poate fi pozitivă sau negativă)
-
Adaugă Mai Mulți Ioni: Apasă pe butonul „Adaugă Alt Ion” pentru a include ioni suplimentari în calculul tău. Poți adăuga câți ioni ai nevoie pentru a reprezenta soluția ta.
-
Elimină Ioni: Dacă trebuie să elimini un ion, apasă pe pictograma de gunoi de lângă ionul pe care dorești să-l ștergi.
-
Vezi Rezultatele: Calculatorul calculează automat forța ionicã pe măsură ce introduci date, afișând rezultatul în mol/L.
-
Copiază Rezultatele: Folosește butonul de copiere pentru a transfera cu ușurință forța ionicã calculată în notițele sau rapoartele tale.
Exemplu de Calcul
Să calculăm forța ionicã a unei soluții care conține:
- 0.1 mol/L NaCl (care se disociază în Na⁺ și Cl⁻)
- 0.05 mol/L CaCl₂ (care se disociază în Ca²⁺ și 2Cl⁻)
Pasul 1: Identifică toți ionii și concentrațiile lor
- Na⁺: 0.1 mol/L, sarcina = +1
- Cl⁻ din NaCl: 0.1 mol/L, sarcina = -1
- Ca²⁺: 0.05 mol/L, sarcina = +2
- Cl⁻ din CaCl₂: 0.1 mol/L, sarcina = -1
Pasul 2: Calculează folosind formula mol/L
Cazuri de Utilizare pentru Calculul Forței Ionice
Calculul forței ionice este esențial în numeroase aplicații științifice și industriale:
1. Biochimie și Biologie Moleculară
- Stabilitatea Proteinelor: Forța ionicã afectează plierea proteinelor, stabilitatea și solubilitatea. Multe proteine au o stabilitate optimă la anumite forțe ionice.
- Cinética Enzimatică: Vitezele de reacție ale enzimelor sunt influențate de forța ionicã, care afectează legarea substratului și activitatea catalitică.
- Interacțiunile ADN: Legarea proteinelor la ADN și stabilitatea duplexurilor de ADN depind foarte mult de forța ionicã.
- Prepararea Bufferelor: Prepararea bufferelor cu forța ionicã corectă este crucială pentru menținerea condițiilor experimentale constante.
2. Chimie Analitică
- Măsurători Electrochimice: Forța ionicã afectează potențialele electrozilor și trebuie controlată în analizele potențiometrice și voltametrice.
- Chromatografie: Forța ionicã a fazei mobile influențează eficiența separării în cromatografia de schimb ionic.
- Spectroscopie: Unele tehnici spectroscopice necesită factori de corecție bazate pe forța ionicã.
3. Știința Mediului
- Evaluarea Calității Apelor: Forța ionicã este un parametru important în sistemele de apă naturală, afectând transportul poluanților și biodisponibilitatea acestora.
- Știința Solurilor: Capacitatea de schimb ionic și disponibilitatea nutrienților în soluri depind de forța ionicã a soluțiilor din sol.
- Tratamentul Apelor Uzate: Procesele precum coagulația și flocularea sunt influențate de forța ionicã a apelor uzate.
4. Științele Farmaceutice
- Formularea Medicamentelor: Forța ionicã afectează solubilitatea, stabilitatea și biodisponibilitatea medicamentelor.
- Controlul Calității: Menținerea unei forțe ionice constante este importantă pentru testarea reproductibilă a produselor farmaceutice.
- Sisteme de Administrare a Medicamentelor: Kinetica de eliberare a medicamentelor din diverse sisteme de administrare poate fi influențată de forța ionicã.
5. Aplicații Industriale
- Tratamentul Apei: Procesele precum osmoza inversă și schimbul ionic sunt afectate de forța ionicã a apei de alimentare.
- Prelucrarea Alimentelor: Forța ionicã influențează funcționalitatea proteinelor în sistemele alimentare, afectând textura și stabilitatea.
- Prelucrarea Mineralelor: Flotația și alte tehnici de separare în minerit sunt sensibile la forța ionicã.
Alternative la Forța Ionică
Deși forța ionicã este un parametru fundamental, există concepte înrudite care pot fi mai potrivite în anumite contexte:
1. Coeficientii de Activitate
Coeficientii de activitate oferă o măsură mai directă a comportamentului non-ideal în soluții. Aceștia sunt legați de forța ionicã prin ecuații precum ecuația Debye-Hückel, dar oferă informații specifice despre comportamentul fiecărui ion, mai degrabă decât despre proprietatea generală a soluției.
2. Solide Totale Dizolvate (TDS)
În aplicațiile de mediu și calitate a apei, TDS oferă o măsură mai simplă a conținutului total de ioni fără a ține cont de diferențele de sarcină. Este mai ușor de măsurat direct, dar oferă mai puțin insight teoretic decât forța ionicã.
3. Conductivitate
Conductivitatea electrică este adesea folosită ca un substitut pentru conținutul ionic din soluții. Deși este legată de forța ionicã, conductivitatea depinde, de asemenea, de ionii specifici prezenți și de mobilitățile acestora.
4. Forța Ionică Eficace
În soluții complexe cu concentrații mari sau în prezența asocierii ionice, forța ionicã eficace (ținând cont de asocierile ionice) poate fi mai relevantă decât forța ionicã formală calculată din concentrațiile totale.
Istoria Conceptului de Forță Ionică
Conceptul forței ionice a fost introdus pentru prima dată de Gilbert Newton Lewis și Merle Randall în lucrarea lor fundamentală din 1921 și în manualul ulterior „Termodinamica și Energia Liberă a Substanțelor Chimice” (1923). Aceștia au dezvoltat conceptul pentru a ajuta la explicarea comportamentului soluțiilor electrolitice care deviau de la comportamentul ideal.
Dezvoltări Cheie în Teoria Forței Ionice:
-
1923: Lewis și Randall au formulat conceptul forței ionice pentru a aborda comportamentul non-ideal în soluțiile electrolitice.
-
1923-1925: Peter Debye și Erich Hückel au dezvoltat teoria lor a soluțiilor electrolitice, care a folosit forța ionicã ca parametru cheie în calcularea coeficientilor de activitate. Ecuația Debye-Hückel leagă coeficientii de activitate de forța ionicã și rămâne fundamentală în chimia soluțiilor.
-
Anii 1930-1940: Extensii ale teoriei Debye-Hückel de către oameni de știință precum Güntelberg, Davies și Guggenheim au îmbunătățit predicțiile pentru soluțiile cu forțe ionice mai mari.
-
Anii 1950: Dezvoltarea teoriilor de interacțiune specifică a ionilor (SIT) de către Brønsted, Guggenheim și Scatchard a oferit modele mai bune pentru soluțiile concentrate.
-
Anii 1970-1980: Kenneth Pitzer a dezvoltat un set cuprinzător de ecuații pentru calcularea coeficientilor de activitate în soluții cu forță ionicã mare, extinzând domeniul practic al calculilor forței ionice.
-
Era Modernă: Metodele de calcul, inclusiv simulările de dinamică moleculară, permit acum modelarea detaliată a interacțiunilor ionice în soluții complexe, completând abordarea forței ionice.
Conceptul forței ionice a rezistat testului timpului și rămâne o piatră de temelie a chimiei fizice și termodinamicii soluțiilor. Utilitatea sa practică în prezicerea și înțelegerea comportamentului soluțiilor asigură relevanța sa continuă în știința și tehnologia modernă.
Exemple de Cod pentru Calcularea Forței Ionice
Iată exemple în diverse limbaje de programare care arată cum să calculezi forța ionicã:
1def calculate_ionic_strength(ions):
2 """
3 Calculează forța ionicã a unei soluții.
4
5 Parametrii:
6 ions -- listă de dicționare cu cheile 'concentrație' (mol/L) și 'sarcină'
7
8 Returnează:
9 Forța ionicã în mol/L
10 """
11 sum_c_z_squared = 0
12 for ion in ions:
13 concentration = ion['concentrație']
14 charge = ion['sarcină']
15 sum_c_z_squared += concentration * (charge ** 2)
16
17 return 0.5 * sum_c_z_squared
18
19# Exemplu de utilizare
20soluție = [
21 {'concentrație': 0.1, 'sarcină': 1}, # Na+
22 {'concentrație': 0.1, 'sarcină': -1}, # Cl-
23 {'concentrație': 0.05, 'sarcină': 2}, # Ca2+
24 {'concentrație': 0.1, 'sarcină': -1} # Cl- din CaCl2
25]
26
27forța_ionică = calculate_ionic_strength(soluție)
28print(f"Forța ionicã: {forța_ionică:.4f} mol/L") # Output: 0.2500 mol/L
291function calculateIonicStrength(ions) {
2 // Calculează forța ionicã dintr-un array de obiecte ionice
3 // Fiecare obiect ionic ar trebui să aibă proprietăți de concentrare (mol/L) și sarcină
4 let sumCZSquared = 0;
5
6 ions.forEach(ion => {
7 sumCZSquared += ion.concentrație * Math.pow(ion.sarcină, 2);
8 });
9
10 return 0.5 * sumCZSquared;
11}
12
13// Exemplu de utilizare
14const soluție = [
15 { concentrare: 0.1, sarcină: 1 }, // Na+
16 { concentrare: 0.1, sarcină: -1 }, // Cl-
17 { concentrare: 0.05, sarcină: 2 }, // Ca2+
18 { concentrare: 0.1, sarcină: -1 } // Cl- din CaCl2
19];
20
21const forțaIonică = calculateIonicStrength(soluție);
22console.log(`Forța ionicã: ${forțaIonică.toFixed(4)} mol/L`); // Output: 0.2500 mol/L
231import java.util.List;
2import java.util.Map;
3import java.util.HashMap;
4import java.util.ArrayList;
5
6public class IonicStrengthCalculator {
7
8 public static double calculateIonicStrength(List<Ion> ioni) {
9 double sumCZSquared = 0.0;
10
11 for (Ion ion : ioni) {
12 sumCZSquared += ion.getConcentrație() * Math.pow(ion.getSarcină(), 2);
13 }
14
15 return 0.5 * sumCZSquared;
16 }
17
18 public static void main(String[] args) {
19 List<Ion> soluție = new ArrayList<>();
20 soluție.add(new Ion(0.1, 1)); // Na+
21 soluție.add(new Ion(0.1, -1)); // Cl-
22 soluție.add(new Ion(0.05, 2)); // Ca2+
23 soluție.add(new Ion(0.1, -1)); // Cl- din CaCl2
24
25 double forțaIonică = calculateIonicStrength(soluție);
26 System.out.printf("Forța ionicã: %.4f mol/L\n", forțaIonică); // Output: 0.2500 mol/L
27 }
28
29 static class Ion {
30 private double concentrare; // mol/L
31 private int sarcină;
32
33 public Ion(double concentrare, int sarcină) {
34 this.concentrare = concentrare;
35 this.sarcină = sarcină;
36 }
37
38 public double getConcentrație() {
39 return concentrare;
40 }
41
42 public int getSarcină() {
43 return sarcină;
44 }
45 }
46}
471' Funcție Excel VBA pentru Calculul Forței Ionice
2Function IonicStrength(concentrations As Range, charges As Range) As Double
3 Dim i As Integer
4 Dim sumCZSquared As Double
5
6 sumCZSquared = 0
7
8 For i = 1 To concentrations.Cells.Count
9 sumCZSquared = sumCZSquared + concentrations.Cells(i).Value * charges.Cells(i).Value ^ 2
10 Next i
11
12 IonicStrength = 0.5 * sumCZSquared
13End Function
14
15' Utilizare în celula Excel:
16' =IonicStrength(A1:A4, B1:B4)
17' Unde A1:A4 conțin concentrațiile și B1:B4 conțin sarcinile
181function I = calculateIonicStrength(concentrations, charges)
2 % Calculează forța ionicã din concentrațiile ionilor și sarcinile
3 %
4 % Parametrii:
5 % concentrations - vector de concentrații ionice în mol/L
6 % charges - vector de sarcini ionice
7 %
8 % Returnează:
9 % I - forța ionicã în mol/L
10
11 sumCZSquared = sum(concentrations .* charges.^2);
12 I = 0.5 * sumCZSquared;
13end
14
15% Exemplu de utilizare
16concentrations = [0.1, 0.1, 0.05, 0.1]; % mol/L
17charges = [1, -1, 2, -1]; % Na+, Cl-, Ca2+, Cl-
18I = calculateIonicStrength(concentrations, charges);
19fprintf('Forța ionicã: %.4f mol/L\n', I); % Output: 0.2500 mol/L
201using System;
2using System.Collections.Generic;
3using System.Linq;
4
5public class IonicStrengthCalculator
6{
7 public static double CalculateIonicStrength(List<Ion> ioni)
8 {
9 double sumCZSquared = ioni.Sum(ion => ion.Concentrație * Math.Pow(ion.Sarcină, 2));
10 return 0.5 * sumCZSquared;
11 }
12
13 public class Ion
14 {
15 public double Concentrație { get; set; } // mol/L
16 public int Sarcină { get; set; }
17
18 public Ion(double concentrare, int sarcină)
19 {
20 Concentrație = concentrare;
21 Sarcină = sarcină;
22 }
23 }
24
25 public static void Main()
26 {
27 var soluție = new List<Ion>
28 {
29 new Ion(0.1, 1), // Na+
30 new Ion(0.1, -1), // Cl-
31 new Ion(0.05, 2), // Ca2+
32 new Ion(0.1, -1) // Cl- din CaCl2
33 };
34
35 double forțaIonică = CalculateIonicStrength(soluție);
36 Console.WriteLine($"Forța ionicã: {forțaIonică:F4} mol/L"); // Output: 0.2500 mol/L
37 }
38}
39Exemple Numerice
Iată câteva exemple practice de calcul al forței ionice pentru soluții comune:
Exemplul 1: Soluție de Clorură de Sodiu (NaCl)
- Concentrație: 0.1 mol/L
- Ioni: Na⁺ (0.1 mol/L, sarcina +1) și Cl⁻ (0.1 mol/L, sarcina -1)
- Calcul: I = 0.5 × [(0.1 × 1²) + (0.1 × (-1)²)] = 0.5 × (0.1 + 0.1) = 0.1 mol/L
Exemplul 2: Soluție de Clorură de Calciu (CaCl₂)
- Concentrație: 0.1 mol/L
- Ioni: Ca²⁺ (0.1 mol/L, sarcina +2) și Cl⁻ (0.2 mol/L, sarcina -1)
- Calcul: I = 0.5 × [(0.1 × 2²) + (0.2 × (-1)²)] = 0.5 × (0.4 + 0.2) = 0.3 mol/L
Exemplul 3: Soluție de Electroliți Mixte
- 0.05 mol/L NaCl și 0.02 mol/L MgSO₄
- Ioni:
- Na⁺ (0.05 mol/L, sarcina +1)
- Cl⁻ (0.05 mol/L, sarcina -1)
- Mg²⁺ (0.02 mol/L, sarcina +2)
- SO₄²⁻ (0.02 mol/L, sarcina -2)
- Calcul: I = 0.5 × [(0.05 × 1²) + (0.05 × (-1)²) + (0.02 × 2²) + (0.02 × (-2)²)]
- I = 0.5 × (0.05 + 0.05 + 0.08 + 0.08) = 0.5 × 0.26 = 0.13 mol/L
Exemplul 4: Soluție de Sulfat de Aluminiu (Al₂(SO₄)₃)
- Concentrație: 0.01 mol/L
- Ioni: Al³⁺ (0.02 mol/L, sarcina +3) și SO₄²⁻ (0.03 mol/L, sarcina -2)
- Calcul: I = 0.5 × [(0.02 × 3²) + (0.03 × (-2)²)] = 0.5 × (0.18 + 0.12) = 0.15 mol/L
Exemplul 5: Buffer de Fosfat
- 0.05 mol/L Na₂HPO₄ și 0.05 mol/L NaH₂PO₄
- Ioni:
- Na⁺ din Na₂HPO₄ (0.1 mol/L, sarcina +1)
- HPO₄²⁻ (0.05 mol/L, sarcina -2)
- Na⁺ din NaH₂PO₄ (0.05 mol/L, sarcina +1)
- H₂PO₄⁻ (0.05 mol/L, sarcina -1)
- Calcul: I = 0.5 × [(0.15 × 1²) + (0.05 × (-2)²) + (0.05 × (-1)²)]
- I = 0.5 × (0.15 + 0.2 + 0.05) = 0.5 × 0.4 = 0.2 mol/L
Întrebări Frecvente
Ce este forța ionicã și de ce este importantă?
Forța ionicã este o măsură a concentrației totale de ioni dintr-o soluție, ținând cont de concentrația și sarcina fiecărui ion. Este calculată ca I = 0.5 × Σ(c_i × z_i²). Forța ionicã este importantă deoarece afectează multe proprietăți ale soluției, inclusiv coeficientii de activitate, solubilitatea, vitezele de reacție și stabilitatea coloidală. În biochimie, influențează stabilitatea proteinelor, activitatea enzimatică și interacțiunile ADN.
Cum diferă forța ionicã de molaritate?
Molaritatea măsoară pur și simplu concentrația unei substanțe în moli pe litru de soluție. Forța ionicã, pe de altă parte, ia în considerare atât concentrația, cât și sarcina ionilor. Sarcina este pătrată în formula forței ionice, dând o greutate mai mare ionilor cu sarcini mai mari. De exemplu, o soluție de 0.1 M CaCl₂ are o molaritate de 0.1 M, dar o forță ionicã de 0.3 M datorită prezenței unui ion Ca²⁺ și a două ioni Cl⁻ per unitate de formulă.
Forța ionicã se schimbă odată cu pH-ul?
Da, forța ionicã poate varia odată cu pH-ul, în special în soluțiile care conțin acizi sau baze slabe. Pe măsură ce pH-ul se schimbă, echilibrul între formele protonate și deprotonate se deplasează, afectând potențial sarcinile speciilor din soluție. De exemplu, într-un buffer de fosfat, raportul dintre H₂PO₄⁻ și HPO₄²⁻ se schimbă cu pH-ul, afectând forța ionicã totală.
Cum afectează temperatura forța ionicã?
Temperatura în sine nu schimbă direct calculul forței ionice. Cu toate acestea, temperatura poate afecta disocierea electroliților, solubilitatea și asocierea ionilor, ceea ce influențează indirect forța ionicã eficace. În plus, pentru lucrări foarte precise, unitățile de concentrație ar putea necesita corecții de temperatură (de exemplu, conversia între molaritate și molalitate).
Poate forța ionicã să fie negativă?
Nu, forța ionicã nu poate fi negativă. Deoarece formula implică pătratul sarcinii fiecărui ion (z_i²), toate termenii din sumă sunt pozitivi, indiferent dacă ionii au sarcini pozitive sau negative. Înmulțirea cu 0.5 nu schimbă nici ea semnul.
Cum calculez forța ionicã pentru un amestec de electroliți?
Pentru a calcula forța ionicã a unui amestec, identifică toți ionii prezenți, determină concentrațiile și sarcinile lor și aplică formula standard I = 0.5 × Σ(c_i × z_i²). Asigură-te că ții cont de stoichiometria disocierii. De exemplu, o soluție de 0.1 M CaCl₂ produce 0.1 M Ca²⁺ și 0.2 M Cl⁻.
Care este diferența dintre forța ionicã formală și eficace?
Forța ionicã formală este calculată presupunând disocierea completă a tuturor electroliților. Forța ionicã eficace ține cont de disocierea incompletă, asocierea ionilor și alte comportamente non-ideale din soluțiile reale. În soluțiile diluate, aceste valori sunt similare, dar pot diferi semnificativ în soluțiile concentrate sau cu anumite electroliți.
Cum afectează forța ionicã stabilitatea proteinelor?
Forța ionicã influențează stabilitatea proteinelor prin mai multe mecanisme:
- Ecranarea interacțiunilor electrostatice între aminoacizii încărcați
- Afectarea interacțiunilor hidrofobe
- Influențarea rețelelor de legături de hidrogen
- Modificarea structurii apei din jurul proteinei
Cele mai multe proteine au un interval optim de forță ionicã pentru stabilitate. O forță ionicã prea mică poate să nu ecraneze adecvat repulsările de sarcină, în timp ce o forță ionicã prea mare poate promova agregarea sau denaturarea.
Ce unități se folosesc pentru forța ionicã?
Forța ionicã este de obicei exprimată în moli pe litru (mol/L sau M) atunci când este calculată folosind concentrații molare. În anumite contexte, în special pentru soluții concentrate, poate fi exprimată în moli pe kilogram de solvent (mol/kg sau m) atunci când este calculată folosind concentrații molale.
Cât de precis este calculatorul de forță ionicã pentru soluții concentrate?
Formula simplă a forței ionice (I = 0.5 × Σ(c_i × z_i²)) este cea mai precisă pentru soluții diluate (de obicei sub 0.01 M). Pentru soluții mai concentrate, calculatorul oferă o estimare a forței ionice formale, dar nu ține cont de comportamentele non-ideale precum disocierea incompletă și asocierea ionilor. Pentru soluții foarte concentrate sau pentru lucrări precise cu electroliți concentrați, pot fi necesare modele mai complexe precum ecuațiile Pitzer.
Referințe
-
Lewis, G.N. și Randall, M. (1923). Termodinamica și Energia Liberă a Substanțelor Chimice. McGraw-Hill.
-
Debye, P. și Hückel, E. (1923). "Zur Theorie der Elektrolyte". Physikalische Zeitschrift. 24: 185–206.
-
Pitzer, K.S. (1991). Coeficientii de Activitate în Soluții Electrolitice (ediția a 2-a). CRC Press.
-
Harris, D.C. (2010). Analiza Chimică Cantitativă (ediția a 8-a). W.H. Freeman and Company.
-
Stumm, W. și Morgan, J.J. (1996). Chimie Acvatică: Echilibrul Chimic și Rata în Apă Naturală (ediția a 3-a). Wiley-Interscience.
-
Atkins, P. și de Paula, J. (2014). Chimie Fizică a lui Atkins (ediția a 10-a). Oxford University Press.
-
Burgess, J. (1999). Ioni în Soluție: Principiile de Bază ale Interacțiunilor Chimice (ediția a 2-a). Horwood Publishing.
-
"Forța Ionică." Wikipedia, Fundația Wikimedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Ionic_strength. Accesat pe 2 Aug. 2024.
-
Bockris, J.O'M. și Reddy, A.K.N. (1998). Electrochimie Modernă (ediția a 2-a). Plenum Press.
-
Lide, D.R. (Ed.) (2005). Manualul CRC de Chimie și Fizică (ediția a 86-a). CRC Press.
Sugestie pentru Meta Descriere: Calculează forța ionicã cu precizie cu ajutorul calculatorului nostru online gratuit. Află cum afectează concentrația și sarcina proprietățile soluției în chimie și biochimie.
Feedback
Faceți clic pe toast-ul de feedback pentru a începe să oferiți feedback despre această unealtă
Instrumente conexe
Descoperiți mai multe instrumente care ar putea fi utile pentru fluxul dvs. de lucru