Como calcular força iônica

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A força iônica mede a concentração de íons de um sal dissolvido em solução. Ela pode afetar significativamente as propriedades da solução e, portanto, é uma consideração muito importante na química e na física. O cálculo da força iônica pode ser feito de forma direta, mesmo em casos nos quais há vários sais dissolvidos. No entanto, é importante notar que podemos encontrá-la em termos de molaridade (mols de soluto por litro de solvente) ou molalidade (mols de soluto por quilograma de solvente). A preferência por algum desses termos depende do tipo de experimento ou do problema que deseja-se resolver.

Passo 1

Escreva as fórmulas químicas dos sais dissolvidos. Dois exemplos bastante comuns são o cloreto de cálcio (CaCl2) e o cloreto de sódio (NaCl).

Passo 2

Determine a carga de cada íon presente nos sais. Os halogênios (elementos do grupo 17 da tabela periódica) têm uma carga de -1 quando formam compostos iônicos; elementos do grupo 1 possuem carga de +1, enquanto que elementos do grupo 2 apresentam carga +2. Íons poliatômicos, como o sulfato (SO4) ou o perclorato (ClO4), possuem cargas compostas. Se o sal incluir um íon poliatômico, você pode encontrar a carga no link da seção "Recursos".

Passo 3

Determine que quantidades de cada composto foram dissolvidas na solução. Se estiver realizando o cálculo para uma lição de casa de química, essa informação será dada para você. Caso esteja conduzindo algum tipo de experimento, deve-se possuir anotações com cada quantidade de sal adicionada à solução. Neste exemplo, será suposto que há 0,1 mol por litro de cloreto de cálcio e 0,3 mol por litro de cloreto de sódio.

Passo 4

Lembre-se de que cada composto iônico se dissocia quando o sal é dissolvido (em outras palavras, o cloreto de cálcio se separa em íons de cálcio e de cloreto, enquanto que o cloreto de sódio divide-se em íons de sódio e também de cloreto). Multiplique a concentração inicial de cada sal pelo número de íons liberados quando ele se dissocia, encontrando assim a concentração de cada íon.

Exemplo: quando o cloreto de cálcio (CaCl2) se dissocia, o resultado é um íon de cálcio e dois íons de cloreto. Portanto, como a concentração de cloreto de cálcio era de 0,1 mol por litro, a concentração de íons de cálcio será de 0,1 mol por litro e, a de cloreto, 0,2 mol por litro.

Passo 5

Multiplique a concentração de cada íon pelo quadrado da carga. Adicione os resultados e multiplique o novo número por 1/2. Em outras palavras:

Força iônica = (1/2) x soma de (concentração do íon x carga do íon ao quadrado)

No exemplo utilizado, há 0,5 mol por litro de íons de cloreto, que possuem carga -1; 0,1 mol por litro de íons de cálcio, com carga +2; e 0,3 mol por litro de íons de sódio, que apresentam carga +1. Assim, os valores são colocados na equação da seguinte forma:

Força iônica = (1/2) x (0,5 x (-1)^2 + 0,1 x (2)^2 + 0,3 x (1)^2) = 0,6.

Perceba que a força iônica não possui unidade.

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