Force ionique

La force ionique, notée I, est un des principaux facteurs influençant l'activité des ions en solution aqueuse. Elle s'exprime en mol·L -1 et est calculée de la manière suivante ...


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Propriété chimique - Chimie générale - Électrochimie - Réaction chimique

La force ionique, notée I (ou FI de façon à la distinguer de l'intensité), est un des principaux facteurs influençant l'activité des ions en solution aqueuse. Elle s'exprime en mol·L-1 et est calculée de la manière suivante :

I=\frac{1}{2} \sum_{i} C_i z_iˆ2\,\!

où Ci représente la concentration de l'ion i et zi son nombre de charge

Mesure de la force ionique

La meilleure solution pour déterminer la force ionique consiste à déterminer les concentrations respectives des différents ions en solution ainsi qu'à utiliser la formule précédente. Cependant on peut aussi se contenter d'une estimation de la force ionique connaissant la concentration totale en solides dissous (notée TDS et exprimée en mg·L-1) ou la conductivité électrique (notée SpC et exprimée en 10-6 S·cm-1) de la solution. Ces estimations utilisent les formules empiriques suivantes :

Force ionique et activité chimique

Plusieurs relations semi-empiriques permettent d'obtenir le cœfficient d'activité moyen d'un électrolyte (ex : NaCl, MgSO4... ) ou le cœfficient d'activité d'un ion (ex : Na+, Cl-, ... ) en solution à partir de la valeur de la force ionique I.

Les trois formules les plus courantes sont détaillées ci-dessous (\gamma_i\,\! est le cœfficient d'activité de l'ion i, z_i\,\! son nombre de charges et a un paramètre homogène à une longueur)  :

La formule (DHL) n'est valable que si la force ionique I est inférieure à 10-2, 3 mol·L-1 car elle considère chaque ion comme une charge ponctuelle. Cette approximation ne peut plus être faite pour une solution concentrée. Les formules (DHE) et (AG) ne sont quant à elles valables que si I est inférieure à 0, 1 mol·L-1.

D'autres formules ou théories plus complexes ont par conséquent été développées pour mettre en relation le cœfficient d'activité et la force ionique quand I est supérieure à 0, 1 mol·L-1. C'est surtout le cas de l'équation de Davies, du modèle de Pitzer ou de la théorie SIT.

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"que si la force ionique I"

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