Что значит "ионная сила раствора"

параметр I, используемый для характеристики электрического поля раствора электролитов. И. с. р. I = 1/2 S miZ2i, где Zi ≈ заряд ионов данного вида i, m ≈ их моляльность в растворе (т. е. число грамм-ионов в 1 кг растворителя). В сильно разбавленных растворах некоторые свойства электролитов, и в частности коэффициент активности данного сильного электролита в растворе, зависят главным образом от И. с. р., что даёт возможность при приближённых расчётах пренебрегать зависимостью их от вида и концентрации содержащихся в растворе других ионов.

Ионная сила раствора — мера интенсивности электрического поля , создаваемого ионами в растворе. Полусумма произведений из концентрации всех ионов в растворе на квадрат их заряда. Формула впервые была выведена Льюисом:

$I_c = \begin{matrix}\frac{1}{2}\end{matrix}\sum_{{\rm i}=1}^{n} c_{\rm i}z_{\rm i}^{2}$,

где c — молярные концентрации отдельных ионов , z - заряды ионов

Суммирование проводится по всем типам ионов, присутствующих в растворе. Если в растворе присутствуют два или несколько электролитов, то вычисляется общая суммарная ионная сила раствора.

Например, для раствора NaCl с концентрацией 0,001 моль/л, в котором присутствуют два вида однозарядных ионов Na и Cl с концентрациями также равными 0,001 моль/л, ионная сила будет вычисляться следующим образом:

I(NaCl) = 0,5(z²(Na)•c(Na) + z²(Cl)•c(Cl)) = 0,5(1²•c(NaCl) + (-1)²•c(NaCl)) = c(NaCl)

И ионная сила соответственно будет равна концентрации раствора:

I = 0.5(1²•0,001 моль/л + (-1)²•0,001 моль/л) = 0.5(0,001 моль/л + 0,001 моль/л) = 0,001 моль/л

Это верно для раствора любого сильного электролита , состоящего из однозарядных ионов. Для электролитов, в которых присутствуют многозарядные ионы, ионная сила обычно превышает молярность раствора .

Ионная сила раствора имеет большое значение в теории сильных электролитов Дебая — Хюккеля . Основное уравнение этой теории показывает связь между коэффициентом активности иона ze и ионной силы раствора I в виде:

$\lg\gamma_i = - A z_i^2 \sqrt{I}$,

где γ — коэффициент активности, А — постоянная, не зависящая от заряда иона и ионной силы раствора, но зависящая от диэлектрической постоянной растворителя и температуры.