이온 세기. ionic strength

이온 세기. ionic strength

 

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▶ 이온세기(I): “전체 이온의 농도”를 나타내는 척도. 이온의 농도와 전하에 의존.

I = 1/2 Σ(C_i • Z_i^2)

 

또는

I = 1/2 Σ(N_i • C_i • Z_i^2)

 

> N_i: 이온의 개수

> C_i: 이온의 몰농도

> Z_i: 이온의 전하

 

이온세기를 ‘μ’로 표기하는 교재도 있다.

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예제) 다음 용액의 이온세기를 계산하시오.

 

 

a) 0.10 M NaNO3

I = 1/2 {[Na^+]×(+1)^2 + [NO3^-]×(–1)^2}

= (1/2) (0.10×1 + 0.10×1)

= 0.10 M

 

 

참고로, 전체 이온의 농도를 계산하면,

NaNO3(aq) → Na^+(aq) + NO3^-(aq)

NaNO3 : Na^+ : NO3^- = 1 : 1 : 1 이므로,

[NaNO3] = [Na^+] = [NO3^-] = 0.10 M

 

따라서 전체 이온의 농도는

[Na^+] + [NO3^-] = 0.10 + 0.10 = 0.20 M

 

 

 

 

b) 0.10 M Na2SO4

I = 1/2 {(2)×[Na^+]×(+1)^2 + (1)×[SO4^2-]×(–2)^2}

= (1/2) (2×0.10×1 + 1×0.10×4)

= 0.30 M

 

 

참고로, 전체 이온의 농도를 계산하면,

Na2SO4(aq) → 2Na^+(aq) + SO4^2-(aq)

Na2SO4 : Na^+ : SO4^2- = 1 : 2 : 1 이므로,

[Na^+] = 0.20 M, [SO4^2-] = 0.10 M

 

따라서 전체 이온의 농도는

[Na^+] + [SO4^2-] = 0.20 + 0.10 = 0.30 M

 

 

 

 

c) 0.020 M KCl + 0.010 M Na2SO4

I = 1/2 {(1)×[K^+]×(+1)^2 + (1)×[Cl^-]×(–1)^2

+ (2)×[Na^+]×(+1)^2 + (1)×[SO4^2-]×(–2)^2}

= (1/2) (1×0.020×1 + 1×0.020×1 + 2×0.010×1 + 1×0.010×4)

= 0.050 M

 

 

 

 

d) 0.050 M Na2SO4 + 0.020 M KCl

I = 1/2 {(2)×[Na^+]×(+1)^2 + (1)×[SO4^2-]×(–2)^2

+ (1)×[K^+]×(+1)^2 + (1)×[Cl^-]×(–1)^2}

= (1/2) (2×0.050×1 + 1×0.050×4 + 1×0.020×1 + 1×0.020×1)

= 0.17 M

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/19070 ] 용질의 농도가 0.1M로 모두 동일한 다음 수용액 중 이온 세기(ionic strength)가 가장 큰 것은?

① NaCl(aq) ② Na2SO4(aq) ③ Al(NO3)3(aq) ④ MgSO4(aq)

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/20376 ] 난용성염의 용해도와 이온 세기

 

 

 

[키워드] 이온 세기 기준문서, 이온 강도 기준문서