Come calcolare la forza ionica di una soluzione

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Introduzione

La forza ionica indica la quantità di ioni presenti in una determinata soluzione, che può essere calcolata in base a delle precise formule chimiche. Per chi non ha molto dimestichezza con la materia, nei passi successivi in merito a ciò, troviamo una guida in cui sono indicate le modalità (esercizi) su come calcolare la forza ionica di una soluzione.

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La formula per calcolare la forza ionica che necessariamente bisogna applicare in tutti i casi è --> Fi = 1/2 Σ (Ci Zi ²). Nel dettaglio "Ci" sta ad indicare la concentrazione molare di ogni singolo ione presente nella soluzione analizzata, "Zi" corrisponde invece al valore assoluto di ciascuno ione, mentre il simbolo greco sigma (Σ) rappresenta la somma di tutti i valori degli ioni presenti in parentesi, che devono essere quindi sommati tra loro.

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Per capire dettagliatamente come avviene il calcolo per ottenere la forza ionica di una soluzione contenente ioni Na (sodio) e Ca (calcio), ci atteniamo a delle formule di seguito elencate. Prima di procedere è da premettere che il sodio è uno ione positivo con un elettrone in meno, mentre il calcio è negativo con invece due elettroni in più. Bisogna inoltre tenere presente, che tutti gli ioni sono contenuti in una determinata concentrazione di 0,3M (molare). È importante tuttavia ricordare che come già specificato nel passo precedente, il valore assoluto (la carica) del sodio è 1 e quello del calcio è 2. A questo punto, visto che siamo in possesso di tutti i dati necessari, possiamo procedere alla soluzione del problema, effettuando dei semplicissimi calcoli matematici. Fi = 1/2 Σ (Ci Zi²). Iniziamo con il sostituire ogni valore. 1/2 { [Na] (Ci X Zi²) + [Ca] (Ci X Zi²)} = 1/2 (0,30 X 1 + 0,30 X 2) = 1/2 (0,30 + 0,60) = 1/2 (0,90) = 0,45. Quindi, in definitiva, la forza ionica della soluzione che abbiamo preso in considerazione è uguale a 0,45.

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Adesso per vedere se tutto è chiaro, è opportuno fare una seconda prova come ad esempio calcolando la forza ionica di una soluzione 0,02M di CaCl2. Innanzitutto per prima cosa, bisogna dissociare il sale con la seguente formula: Ca (2+) e 2 Cl (1-). In questo caso si avrà (Ca) = 0,02M e (Cl) = 0,04M dal momento che abbiamo il numero 2 davanti al simbolo del cloro. Risolviamo ora l'equazione precedente: Fi = 1/2 Σ (Ci Zi²) = 1/2 [(0,02 X 2²) + (0,04 X 1²)] = 1/2 (0,02 X 4) + (0,04 X 1) = 1/2 (0,08 + 0,04) = 1/2 (0,12) = 0,6. La concentrazione ionica di questa soluzione sarà pertanto uguale a 0,6. A margine di quanto sin qui descritto e provato con i suddetti esercizi, diventa sicuramente più facile farne degli altri, calcolando quindi la forza ionica di una soluzione chimica.

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