jonaktivitet

Jonaktivitet er et begrep innen løsningkjemi som beskriver den effektive konsentrasjonen av et ion i en løsning, tatt hensyn til ikke-ideell oppførsel forårsaket av interaksjoner mellom ioner og mellom ioner og løsningsmiddel. Den er viktig for å kunne beskrive kjemiske likeveier nøyaktig i løsninger der konsentrasjoner ikke er lave nok til å anta idealitet.

I praksis er jonaktiviteten a_i definert som produktet av aktivitetkoeffisienten γ_i og den molære konsentrasjonen [i]: a_i = γ_i [i]. Den kjemiske potensialen for ionet i er μ_i = μ_i° + RT ln a_i, noe som viser hvordan aktivitet påvirker reaksjoner og likevekter. Aktivitetene er enhetsløse i matematiske uttrykk, selv om γ_i og I ofte refereres til i løsninger med enheter.

γ_i og dermed a_i avhenger av løsningens ioniske styrke og temperatur. Ionstyrken I er definert som I = 1/2 Σ c_j z_j^2, der c_j er konsentrasjonen og z_j ladningen til hvert ion. For lav ionisk styrke brukes Debye-Hückel-limiting-loven: log γ_i = -A z_i^2 sqrt(I), mens mer avanserte modeller som extended Debye-Hückel eller Davies-ligningen gir bedre nøyaktighet ved større I. Ved høye konsentrasjoner kreves ofte Pitzer-modellen.

Jonaktivitet er avgjørende i beregning av løselighetsprodukt, kompleksering, syremetasorer og syre-base- eller redoksreaksjoner, samt i elektrochemiske målinger der Nernst-ligningen involverer aktiviteter (notert som a_i). Forskning og praksis bruker ofte estimerte γ_i gjennom empiriske data eller teoretiske modeller for å korrigere konsentrasjonene og oppnå korrekte likeveier og potensialer.