Ionsterkte, activiteitscoëfficiënten en oplosbaarheid

1. Voer uw wateranalyse in

Gebruik een decimale punt of komma; gebruik geen scheidingstekens voor duizendtallen. Voor water met een lage concentratie opgeloste stoffen wordt ppm bij benadering gelijkgesteld aan mg/L; hierbij wordt uitgegaan van een dichtheid van ongeveer 1 kg/L. g/m³ en mg/L zijn gelijkwaardig.

2. Bekijk uw resultaten

De resultaten voor de ionsterkte en de activiteitscoëfficiënten worden weergegeven met vier significante cijfers, waarbij intern met volledige precisie wordt gerekend. De coëfficiënt voor tweewaardige ionen wordt automatisch overgenomen in het onderstaande voorbeeld. De behouden oplosbaarheidsroutine geeft resultaten met ongeveer drie significante cijfers.

Hoe de berekening werkt

I = ½ Σ c_iz_i², waarbij c_i de molaire concentratie in mol/L is en z_i het ladingsgetal van het ion is. Voor Ca²⁺ geldt bijvoorbeeld z = +2, dus z² = 4.

log₁₀ γ = −0,5 z² √I / (1 + √I), met γ = 10^{log₁₀ γ}.

Deze vereenvoudigde Debye–Hückel-uitdrukking gebruikt een vaste coëfficiënt van 0,5, die water bij ongeveer 25 °C bij benadering weergeeft. Het is een schatting voor water met lage concentraties opgeloste stoffen, niet de volledige Davies-vergelijking of een volledig speciatiemodel. Aan ionen met dezelfde absolute lading wordt dezelfde coëfficiënt toegekend. De hieronder ingevoerde temperatuur verandert deze activiteitscoëfficiënten niet.

Alleen de acht vermelde ionen dragen bij aan de berekende ionsterkte. Niet-vermelde geladen deeltjes, waaronder fluoride, carbonaat en geladen silicaatsoorten, kunnen ook bijdragen. Neutrale opgeloste stoffen dragen niet rechtstreeks bij. Analytische totaalconcentraties en vrije-ionconcentraties kunnen verschillen wanneer complexvorming of zuur-basespeciatie een belangrijke rol speelt.

3. Vereenvoudigd voorbeeld van het calciumcarbonaatevenwicht

Voor CaCO₃(s) ⇌ Ca²⁺ + CO₃²⁻ is het oplosbaarheidsproduct K_sp = a_Ca²⁺ × a_CO₃²⁻. Bij de benadering met gelijke concentraties geldt c = √K_sp / γ, waarbij de concentraties worden uitgedrukt ten opzichte van de standaardtoestand van 1 mol/L.

De temperatuur verandert in dit voorbeeld de oplosbaarheidsconstante; het bovenstaande activiteitsmodel wordt er niet door aangepast. Het resultaat in mg/L wordt uitgedrukt als calcium (Ca), niet als CaCO₃.