Ionstyrke

Ionstyrke, også kaldet den ioniske styrke, er et mål for den samlede effekt af alle ioner i en opløsning, der påvirker elektrostatisk interaktion mellem ionerne. Den beregnes som I = 1/2 ∑i c_i z_i^2, hvor c_i er ionet i mol/L, og z_i er dets ladningstal. Enheden for I er mol/L. Tallet afspejler både koncentrationen af ionerne og deres ladning: højere ladninger og højere koncentrationer giver større ionstyrke.

Ionstyrke påvirker aktivitetstal i stedet for blot koncentrationer. For en ion i har aktiviteten a_i = γ_i c_i, hvor γ_i er et aktivitetstal, der afhænger af ionstyrken. Den elektrostatiske screening i opløsningen ændrer dermed ligevægtstillinge og solubiliteter. Ved lav ionstyrke kan Debye-Hückel-limitteloven give en god tilnærmelse, hvor log γ_i ≈ −A z_i^2 sqrt(I). For højere I anvendes udvidede eller Davies-ligninger. Endelig er mange kemiske og biologiske processer følsomme over for ændringer i ionstyrke, fordi ændringer i γ_i ændrer reaktiviteter og binding.

Eksempler: en opløsning af 0,1 M NaCl har I = 0,1 M. En opløsning af 0,01 M MgCl₂ indeholder Mg²⁺ og Cl⁻, hvilket giver I = 0,03 M.

Anvendelser omfatter analytisk kemi, elektrochemistry, studier af opløst proteiners solubilitets og stabilitet, bufferdesign og regulering af reagentsrelative aktivitet. Ionstyrke kan ændres ved at tilsætte salte som NaCl, hvilket hjælper med at kontrollere systemets kemiske ligevægt og termodynamik.