Ionenstärke
Hintergrund
Die Ionenstärke beschreibt die gesamte elektrische Feldstärke einer Elektrolytlösung.
Ionenstärke:
I = 0,5 × Σ(cᵢ × zᵢ²)
I = 0,5 × Σ(cᵢ × zᵢ²)
Debye-Hückel (Grenzgesetz):
log₁₀(γ) = -A × z² × √I
log₁₀(γ) = -A × z² × √I
- Aktivität statt Konzentration
- Gleichgewichte in Elektrolyten
- Salz- und Pufferlösungen
Formeln
I = 0,5 × Σ(cᵢ × zᵢ²)
log₁₀(γ) = -A × z² × √I
invers: I = ( log₁₀(γ) / (-A×z²) )²
Beispiele
NaCl 0,10 M
I = 0,5×(0,1×1² + 0,1×1²)=0,10
I = 0,5×(0,1×1² + 0,1×1²)=0,10
γ für z=1
I=0,10; A=0,509
γ≈0,69
I=0,10; A=0,509
γ≈0,69
Mehrwertige Ionen
z² erhöht den Beitrag stark (z=2 → Faktor 4).
z² erhöht den Beitrag stark (z=2 → Faktor 4).
Debye-Hückel
Gültig bei niedriger bis mittlerer Ionenstärke.
Gültig bei niedriger bis mittlerer Ionenstärke.
Technischer Hintergrund
Warum Aktivitätskoeffizienten?
In Elektrolytlösungen weichen Aktivitäten von Konzentrationen ab. γ korrigiert diese Abweichung.
Anwendungen
- Chemisches Gleichgewicht
- pH- und Pufferberechnung in realen Lösungen
- Geochemie und Umweltchemie
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