Potencjał jonowy

Potencjał jonowy to stosunek ładunku elektrycznego ( z ) do promienia ( r ) jonu .

{\ displaystyle {\ tekst {potencjał jonowy}} = {\ frac {\ tekst {ładunek elektryczny}}} {\ tekst {promień jonowy}}} = {\ frac {z} R}}}

Jako taki, ten stosunek jest miarą gęstości ładunku na powierzchni jonu; zwykle im gęstszy ładunek, tym silniejsze wiązanie utworzone przez jon z jonami o przeciwnych ładunkach.

Potencjał jonowy wskazuje, jak silnie lub słabo jon będzie przyciągany elektrostatycznie przez jony o przeciwnych ładunkach; iw jakim stopniu jon będzie odpychany przez jony o tym samym ładunku.

Victor Moritz Goldschmidt , ojciec współczesnej geochemii , odkrył, że zachowanie pierwiastka w jego środowisku można przewidzieć na podstawie jego potencjału jonowego i zilustrował to diagramem (wykres promienia jonowego jako funkcji ładunku jonowego). Na przykład rozpuszczalność rozpuszczonego żelaza w dużym stopniu zależy od jego stanu redoks. Fe ²⁺
o niższym potencjale jonowym niż Fe ³⁺
jest znacznie lepiej rozpuszczalny, ponieważ wywiera słabszą siłę oddziaływania z OH ⁻
jon obecny w wodzie i wykazuje mniej wyraźną tendencję do hydrolizy i wytrącania . W warunkach redukujących Fe(II) może występować w stosunkowo wysokich stężeniach w wodzie beztlenowej , podobnie jak w przypadku innych form dwuwartościowych, takich jak Ca ²⁺
i Mg ²⁺
. Jednak po wypompowaniu beztlenowej wody gruntowej z głębokiej studni i wypuszczeniu jej na powierzchnię wchodzi ona w kontakt z tlenem atmosferycznym. Następnie Fe ²⁺
łatwo utlenia się do Fe ³⁺
a ten ostatni szybko hydrolizuje i wytrąca się z powodu jego niższej rozpuszczalności z powodu wyższego stosunku z/r.

Millot (1970) również zilustrował znaczenie potencjału jonowego kationów w wyjaśnianiu wysokiej lub niskiej rozpuszczalności minerałów i ekspansywnego zachowania (pęcznienie/kurczenie) materiałów ilastych .

Potencjał jonowy różnych kationów ( Na ⁺
, K ⁺
, Mg ²⁺
i Ca ²⁺
) obecnych w warstwie pośredniej minerałów ilastych również przyczynia się do wyjaśnienia ich właściwości pęcznienia/kurczenia. Bardziej uwodnione kationy, takie jak Na ⁺
i Mg ²⁺
, są odpowiedzialne za pęcznienie smektytu , podczas gdy mniej uwodnione kationy K ⁺
i Ca ²⁺
powodują zapadanie się międzywarstwy. w illicie , warstwa pośrednia jest całkowicie zapadnięta z powodu obecności słabo uwodnionego K ⁺
.

Potencjał jonowy jest również miarą siły polaryzacyjnej kationu .

Potencjał jonowy może być wykorzystany jako ogólne kryterium doboru skutecznych adsorbentów pierwiastków toksycznych .

Zobacz też

^ „Potencjał jonowy” . Źródło 17 kwietnia 2017 r .
Bibliografia _ „Potencjał jonowy” (PDF) . Źródło 16 lipca 2020 r .
^ Kauffman, George B. (1997). „Victor Moritz Goldschmidt (1888 - 1947): Hołd dla twórcy nowoczesnej geochemii w pięćdziesiątą rocznicę jego śmierci”. Pedagog Chemiczny . 2 (5): 1–26. doi : 10.1007/s00897970143a . ISSN 1430-4171 . S2CID 101664962 .
^ Millot, Georges (1970). Geologia iłów: wietrzenie – sedymentologia – geochemia . Springer Science & Business Media. doi : 10.1007/978-3-662-41609-9 . ISBN 978-3-662-41611-2 .
Bibliografia _ Laszlo, Pierre (1990). „Pochodzenie pęcznienia gliny przez wodę”. Langmuira . 6 (7): 1289–1294. doi : 10.1021/la00097a017 . ISSN 0743-7463 .
Bibliografia _ Yang, Weiyi; Su, Yu; Li, Qi; Gao, Shian; Shang, Jian Ku (2014). „Potencjał jonowy: ogólne kryterium materiałowe doboru wysoce wydajnych adsorbentów arsenu”. Journal of Materials Science & Technology . 30 (10): 949–953. doi : 10.1016/j.jmst.2014.08.010 . ISSN 1005-0302 .

[1] „Potencjał jonowy” . Źródło 17 kwietnia 2017 r .

[2] Bibliografia _ „Potencjał jonowy” (PDF) . Źródło 16 lipca 2020 r .

[Kauffman1997-3] Kauffman, George B. (1997). „Victor Moritz Goldschmidt (1888 - 1947): Hołd dla twórcy nowoczesnej geochemii w pięćdziesiątą rocznicę jego śmierci”. Pedagog Chemiczny . 2 (5): 1–26. doi : 10.1007/s00897970143a . ISSN 1430-4171 . S2CID 101664962 .

[Millot1970-4] Millot, Georges (1970). Geologia iłów: wietrzenie – sedymentologia – geochemia . Springer Science & Business Media. doi : 10.1007/978-3-662-41609-9 . ISBN 978-3-662-41611-2 .

[DelvilleLaszlo1990-5] Bibliografia _ Laszlo, Pierre (1990). „Pochodzenie pęcznienia gliny przez wodę”. Langmuira . 6 (7): 1289–1294. doi : 10.1021/la00097a017 . ISSN 0743-7463 .

[LiYang2014-6] Bibliografia _ Yang, Weiyi; Su, Yu; Li, Qi; Gao, Shian; Shang, Jian Ku (2014). „Potencjał jonowy: ogólne kryterium materiałowe doboru wysoce wydajnych adsorbentów arsenu”. Journal of Materials Science & Technology . 30 (10): 949–953. doi : 10.1016/j.jmst.2014.08.010 . ISSN 1005-0302 .