Кіріспе

Ерітіндідегі иондар арасындағы электрлік өзара әрекеттесуді сандық бағалау
Ерітіндідегі иондық күш – бұл ерітіндідегі иондардың концентрациясының өлшемі. Иондық қосылыстар суда еріген кезде иондарға ыдырайды. Ерітіндідегі жалпы электролит концентрациясы диссоциация тұрақтысы немесе әртүрлі тұздардың ерігіштігі сияқты маңызды қасиеттерге әсер етеді. Ерітілген иондар бар ерітінділердің негізгі сипаттамаларының бірі – иондық күш. Иондық күш молярлық (моль/л ерітінді) немесе моляльдық (моль/кг еріткіш) болуы мүмкін, және шатасуды болдырмау үшін бірліктер нақты көрсетілуі керек. Иондық күш тұжырымын алғаш рет Льюис және Рэндалл 1921 жылы күшті электролиттердің активтілік коэффициенттерін сипаттағанда енгізді.

Иондар беріктігін өлшеу

Ерітіндінің молярлық иондық күші, I, сол ерітіндідегі барлық иондардың концентрациясының функциясы болып табылады. Бір жартысы – себебі біз катиондар мен аниондардың екеуін де есепке аламыз, ci – i ионының молярлық концентрациясы (M, моль/л), zi – сол ионның заряд саны, ал қосынды ерітіндідегі барлық иондар бойынша алынады. Мысалы, натрий хлориді сияқты 1:1 электролит үшін, онда әрбір ион бір зарядталған, иондық күш концентрацияға тең. Дегенмен, MgSO4 электролиті үшін әрбір ион екі есе зарядталған, нәтижесінде иондық күш натрий хлоридінің сол концентрациясынан төрт есе жоғары болады:

Жалпы алғанда, көп валентті иондар иондық күшке күшті үлес қосады.

Есептеу үлгісі

Күрделірек мысал ретінде, Na2SO4-тың 0,050 М және KCl-дың 0,020 М концентрацияларындағы аралас ерітіндінің иондық күші:

Маңыздылық

Иондық беріктік иондық ерітінділердегі идеалдықтан елеулі ауытқуларды сипаттайтын Дебье-Гюкель теориясындағы маңызды рөл атқарады. Ол сондай-ақ қос қабат теориясымен және оған байланысты электрокинетикалық және электроакустикалық құбылыстармен, коллоидтар және басқа да гетерогенді жүйелер үшін де маңызды. Яғни, Дебье ұзындығы, Дебье параметрінің (κ) кері шамасы, иондық беріктіктің квадрат түбіріне кері пропорционал. Молярлық және моляльдық иондық беріктіктер көбінесе нақты анықтамасыз қолданылады. Дебье ұзындығы – қос қабаттың қалыңдығының сипаттамасы. Контр-иондардың концентрациясын немесе валенттілігін арттыру қос қабатты қысып, электрлік потенциал градиентін күшейтеді. Тікелей титрлеу кезінде төмен концентрациядағы ерітілген заттардың белсенділік коэффициентіндегі өзгерістерді азайту үшін жоғары иондық беріктігі бар орта тұрақтылық константасын анықтауда қолданылады. Минералды және теңіз суы сияқты табиғи сулар еріген тұздардың болуына байланысты елеулі иондық беріктікке ие, бұл олардың қасиеттеріне маңызды әсер етеді.