イオン強度の計算方法

著者: Bill Davis
作成日: 2 2月 2021
更新日: 8 5月 2024
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【物理化学】反応機構1-20 SBO C1(3)-1-6 イオン強度と誘電率
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イオン強度は、溶液に溶解した塩のイオン濃度を測定します。これは溶液の特性に大きな影響を与える可能性があるため、化学および物理学において非常に重要な考慮事項です。いくつかの溶解した塩が存在する場合でも、イオン強度の計算は直接行うことができます。ただし、モル濃度(溶媒1リットルあたりの溶質のモル数)またはモル濃度(溶媒1キログラムあたりの溶質のモル数)でそれを見つけることができることに注意してください。これらの用語の優先度は、実験のタイプまたは解決する問題によって異なります。

ステップ1

溶解した塩の化学式を書きなさい。 2つの非常に一般的な例は、塩化カルシウム(CaCl2)と塩化ナトリウム(NaCl)です。

ステップ2

塩に存在する各イオンの電荷を決定します。ハロゲン(周期表のグループ17の元素)は、イオン性化合物を形成する場合、-1の電荷を持ちます。グループ1の要素には+1の電荷があり、グループ2の要素には+2の電荷があります。硫酸塩(SO4)や過塩素酸塩(ClO4)などの多原子イオンには、複合電荷があります。塩に多原子イオンが含まれている場合は、「リソース」セクションのリンクで料金を確認できます。


ステップ3

溶液に溶解している各化合物の量を確認します。化学の宿題の計算を実行している場合は、この情報が提供されます。何らかのタイプの実験を行う場合は、溶液に塩を追加するたびにメモをとる必要があります。この例では、1リットルあたり0.1 molの塩化カルシウムと1リットルあたり0.3 molの塩化ナトリウムが存在すると想定されます。

ステップ4

塩が溶解すると、各イオン性化合物が解離することに注意してください(つまり、塩化カルシウムはカルシウムイオンと塩化物イオンに分離し、塩化ナトリウムはナトリウムイオンとイオンにも分かれます)。塩化)。各塩の初期濃度に、解離時に放出されるイオンの数を掛けて、各イオンの濃度を求めます。

例:塩化カルシウム(CaCl2)が解離すると、結果としてカルシウムイオンと2つの塩化物イオンが生成されます。したがって、塩化カルシウムの濃度は1リットルあたり0.1モルだったので、カルシウムイオンの濃度はリットルあたり0.1モル、塩化物の濃度はリットルあたり0.2モルになります。


手順5

各イオンの濃度に電荷の2乗を掛けます。結果を追加し、新しい数値に1/2を掛けます。言い換えると:

イオン力=(1/2)x(イオン濃度xイオン電荷2乗)の合計

使用した例では、-1の電荷を持つ1リットルあたり0.5 molの塩化物イオンがあります。 +2電荷のカルシウムイオン1リットルあたり0.1 mol; +1の電荷を持つナトリウムイオン1リットルあたり0.3 mol。したがって、値は次のように方程式に入れられます:

イオン強度=(1/2)x(0.5 x(-1)^ 2 + 0.1 x(2)^ 2 + 0.3 x(1)^ 2)= 0.6。

イオン力には統一性がないことを理解してください。