Techniklexikon

Aktivität von Ionen

Ionenaktivität, effektive Ionenkonzentration: Konzentrationsangabe für Ionen in Lösung. In verdünnten Lösungen ( < 0,01-molar) entspricht die Aktivität a_i eines Ions i in Lösung gemäss dem Henryschen Gesetz auch seiner Konzentration c_i. Die in weniger verdünnten und damit nicht-idealen Lösungen herrschenden interionischen Wechselwirkungen behindern die freie Beweglichkeit der Ionen (Debye-Hückel-Theorie). Die Aktivität der Ionen einer solchen Lösung ist geringer ist als ihre Konzentration. Zur Beschreibung dieses Sachverhalts wird ein konzentrationsabhängiger Aktivitätskoeffizient f_i eingeführt. Es gilt a_i = f_i × c_i, mit f_i  1 für c_i  0.

Der Zusammenhang zwischen dem chemischen Potential m_i eines gelösten Ions i und seinem Aktivitätkoeffizienten f_i ist gegeben durch m_i = m_i^id + RT ln f_i, mit dem chemischen Potential m_i^id des Ions in einer idealen Lösung, der idealen Gaskonstante R und der absoluten Temperatur T.

Da Anionen und Kationen in der Lösung immer gleichzeitig vorhanden sind, lassen sich die Abweichungen vom idealen Verhalten nur den beiden Ionenarten gleichermassen zuordnen. Der experimentellen Bestimmung zugänglich ist daher nur der mittlere Aktivitätskoeffizient (f _± )^{n + m} = (f_{i +} )ⁿ × (f_i-)^m für einen Elektrolyten (i^{m +} )_n(i^n-)_m.