ionestyrke

Ionestyrke, ofte omtalt som I, er et mål på den totale konsentrasjonen av ioner i en løsning, vektet etter ionenes ladning. Den reflekterer hvor sterkt elektrostatisk samspill mellom ioner som forekommer i løsningen og er sentral i beskrivelsen av ikke-ideelle elektrolytter.

Definisjon og beregning: I beregnes som I = 1/2 ∑i c_i z_i^2, der c_i er molar konsentrasjon av ion i (mol/L) og z_i er ionets ladningstal (for eksempel ±1, ±2). Dette gjør at både konsentrasjon og ladning påvirker den totale styrken av ionene i løsningen.

Etablering av tall: Eksempel, en 0,1 M NaCl-løsning består av Na^+ og Cl^- hver med konsentrasjon 0,1 M og ladning |z| = 1. Da blir I = 1/2[(0,1)(1)^2 + (0,1)(1)^2] = 0,1 M. En løsning med CaCl2 0,01 M gir Ca^2+ (0,01 M, z=2) og to kloridioner (0,02 M, z=−1); dermed I = 1/2[(0,01)(4) + (0,02)(1)] = 0,03 M.

Betydning: Ionestyrke påvirker aktivitetskoeffisientene γ_i og dermed ionenes aktiviteter a_i = γ_i c_i. Økt I gir generelt lavere γ_i, spesielt for høyt ladede ioner, og endrer løselighetsgrenser, likevekter i syre-base-titreringer og mobiliteten til ioner i elektrolytter og biologiske systemer.

Bruksområder og begrensninger: I brukes i kjemiske likeveier, elektrokjemi, elektroforese og analytisk kjemi for å korrigere for ikke-ideelle forhold. Debye–Hückel-modeller beskriver γ_i i forhold til I ved lave til moderate I, mens mer avanserte modeller (for eksempel Pitzer) benyttes ved høy I eller for spesifikke ioner.

---