A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Iónová sila roztoku udáva účinok elektrický nábojov všetkých iónov v danom roztoku.[1] Po rozpustení vo vode sa iónové zlúčeniny disociujú na ióny. Celková koncentrácia elektrolytov v roztoku ovplyvňuje dôležité vlastnosti, ako napríklad disociačnú konštantu alebo rozpustnosť iných solí. Iónová sila je jednou z hlavných charakteristík roztoku s rozpustenými iónmi. Môže byť udávaná v molárnej alebo molálnej koncentrácii.
Koncept iónovej sily bol prvýkrát predstavený v roku 1921 pri popisoch aktivitných koeficientov silných elektrolytov.[2]
Výpočet iónovej sily
Iónová sila roztoku, I, je závislá na koncentrácii a náboji všetkých prítomných iónov v danom roztoku. Je možné ju spočítať ako[1]
kde jedna polovica zohľadňuje príspevok aniónov i katiónov, ci je molárna koncentrácia iónu i (v mol/l) a zi je náboj daného iónu. Suma zahŕňa všetky ióny prítomné v roztoku.[1]
Pre elektrolyty, kde každý ión má jednotkový náboj, ako sú napríklad chlorid sodný či chlorovodík, je iónová sila rovná koncentrácii soli.[1] Avšak napríklad pre síran horečnatý, MgSO4, kde je každý ión nabitý dvakrát (Mg2+ a SO42-), je iónová sila rovná štvornásobku ekvivalentnej koncentrácie chloridu sodného:[1]
Všeobecne teda platí, že ióny s vyšším nábojom (Ca2+, Fe3+, PO43-...) prispievajú k iónovej sile výraznejšie.
Príklad výpočtu
Iónovú silu možno výpočítať i pre zmesi roztokov. Pre roztok 0,050 M Na2SO4 a 0,020 M KCl bude iónová sila
Neideálne roztoky
Keďže v neideálnych roztokoch nie sú objemy aditívne, často je lepšie namiesto molárnej koncentrácie využiť molálnu koncentráciu, teda b (látkové množstvo látky na kilogram rozpúšťadla). V tom prípade je možné iónovú silu vypočítať ako
kde i je poradové číslo iónu, b je molálna koncentrácia v mol/kg a z je náboj iónu. Výpočet je teda obdobný výpočtu v prípade molárnej koncentrácie.
Význam
Minerálna voda a slaná voda majú takisto často nezanedbateľnú iónovú silu práve vďaka tomu, že sú v nich prítomné rozpustené soli, čo výrazne ovplyvňuje ich vlastnosti.
Debye-Hückelova teória
Iónová sila je dôležitá v rámci Debye–Hückelovej teórie, ktorá popisuje veľké odchýlky vznikajúce pri meraní iónových roztokov oproti popisu ideálnych roztokov.[3][4] Iónová sila umožňuje vypočítať stredný aktivitný koeficient[1]
kde je stredný aktivitný koeficient, A je konštanta (jej hodnota je 0,509 pre vodný roztok pri 25 °C[5][6]), x a y sú počty katiónov a aniónov elektrolytu (ktorého vzorec je KxAy) a I je iónová sila. Aktivitný koeficient je teda zhodný vo všetkých roztokoch s rovnakou iónovou silou. Tento zákon však platí len pre relatívne zriedené roztoky, kde I < 0,02 M.[1] Alternatívne sa tento vzťah uvádza ako[5]
kde z+ a z- sú náboje katiónu a aniónu elektrolytu. Tento vzťah sa nazýva Debye-Hückelov limitný zákon. Označuje sa ako limitný, pretože platí len pre malé koncentrácie a pri vyšších koncentráciách nastáva poznateľný rozdiel, ktorý však opravujú korekcie v rozšírenom Debye-Hückelovom zákone.[5][7]
Elektrická dvojvrstva
Iónová sila je takisto dôležitá v teórii elektrickej dvojvrstvy,[8] vznikajúcej napríklad pri meraní elektrických vlastností roztokov na rozhraní elektródy a roztoku, a pridružených elektrokinetických fenoménoch a elektroakustických fenoménoch v koloidných a iných heterogénnych roztokoch. Konkrétne, Debyeova dĺžka, ktorá je prevrátenou hodnotou Debyeovho parametra (κ), je nepriamo úmerná odmocnine iónovej sily.[8] Debyeova dĺžka popisuje mieru elektrostratického efektu nosiča náboja a to, ako ďaleko tento náboj pôsobí,[9] a vyjadruje tak šírku elektrickej dvojvrstvy.[8] Zvyšovanie koncentrácie alebo náboja protiiónu (teda zvyšovaním iónovej sily) sa zmenšuje šírku dvojvrstvy, čo vedie k zvýšeniu gradientu elektrického potenciálu.
Vodivosť roztokov
Pridanie indiferentného (nereagujúceho) elektrolytu má za následok zvýšenie vodivých vlastností roztoku, čo sa uplatňuje napríklad vo voltametrii alebo ampérometrii. Týmto sa minimalizuje rozdielnosť aktivity rôznych stanovovaných iónov a znižuje chyba merania.[10] Typicky sa využíva chlorid draselný alebo chloristan sodný,[11] je však možné využiť i iné elektrolyty.
Rovnovážna konštanta
Roztoky s vysokou iónovou silou sa používajú v stanovení rovnovážnych konštánt, aby sa minimalizovali zmeny aktivitných koeficientov rozpustených látok pri nízkych koncentráciách počas titrácie.[12]
Referencieupraviť | upraviť zdroj
- ↑ a b c d e f g iónová sila. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 343.
- ↑ The concept of ionic strength eighty years after its introduction in chemistry. Journal of Chemical Education, 2004, s. 750. DOI: 10.1021/ed081p750.
- ↑ Zur Theorie der Elektrolyte. I. Gefrierpunktserniedrigung und verwandte Erscheinungen. Physikalische Zeitschrift, 1923, s. 185–206. Dostupné online. Archivované 2013-11-02 na Wayback Machine
- ↑ SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.. Fundamentals of analytical chemistry. s.l. : Brooks/Cole Pub Co, 2004. Dostupné online. ISBN 0-03-058459-0.
- ↑ a b c ATKINS, P. W.. Physical chemistry.. New York : W.H. Freeman and Co, 2010. (9th ed..) Dostupné online. ISBN 978-1-4292-1812-2. S. 195-198.
- ↑ Meziiontové interakce online. is.muni.cz, cit. 2022-11-03. Dostupné online.
- ↑ BLACK, Jay R.. Debye-Hückel Equation. Cham : Springer International Publishing, 2016. DOI: 10.1007/978-3-319-39193-9_61-1. Dostupné online. ISBN 978-3-319-39193-9. DOI:10.1007/978-3-319-39193-9_61-1 S. 1–3. (po anglicky)
- ↑ a b c DUKHIN, Andrei S.; GOETZ, Philip J.. Chapter 2 - Fundamentals of Interface and Colloid Science. s.l. : Elsevier, 2017-01-01. DOI: 10.1016/B978-0-444-63908-0.00002-8. Dostupné online. ISBN 978-0-444-63908-0. DOI:10.1016/b978-0-444-63908-0.00002-8 S. 19–83. (po anglicky)
- ↑ Zur Theorie der Elektrolyte. I. Gefrierpunktserniedrigung und verwandte Erscheinungen. Physikalische Zeitschrift, 2019, s. 185–206. Dostupné online.
- ↑ What is Ionic Strength Adjuster and Why is it Added to Samples and Standards for ISE Sensors? online. Cit. 2021-01-20. Dostupné online. Archivované 2021-01-28 z originálu.
- ↑ Ionic Strength
- ↑ SEYMOUR, M. D.; FERNANDO, Quintus. Effect of Ionic Strength on Equilibrium Constants. Journal of Chemical Education, 1977-04, roč. 54, čís. 4, s. 225. Dostupné online cit. 2022-11-03. ISSN 0021-9584. DOI: 10.1021/ed054p225. (po anglicky)
Zdrojupraviť | upraviť zdroj
Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Ionic strength na anglickej Wikipédii.
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk