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Calculadora de fuerza iónica

Calcula la fuerza iónica de una disolución, I = ½ Σ cᵢzᵢ², a partir de hasta cuatro iones, con comprobación del balance de cargas, coeficientes de actividad de Davies a 25 °C y longitud de Debye.

Concentración del ion 1

Carga del ion 1 (z)

Concentración del ion 2

Carga del ion 2 (z)

Concentración del ion 3

Carga del ion 3 (z)

Concentración del ion 4

Carga del ion 4 (z)

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Cómo funciona

I = ½ Σ cᵢ zᵢ² · ecuación de Davies (25 °C): log₁₀ γ = −0.509 z² ( √I ÷ (1 + √I) − 0.3 I ) · longitud de Debye en agua a 25 °C ≈ 0.304 ÷ √I nm (I en mol/L)

La fuerza iónica mide la concentración total de carga de una disolución y pondera cada ion por el cuadrado de su carga, así que un ion 2+ cuenta cuatro veces más que uno 1+. Controla los coeficientes de actividad, los desplazamientos del pKa de los tampones, la solubilidad de las proteínas, la electroforesis y el espesor de la doble capa eléctrica (longitud de Debye). Introduce cada ion por separado: el CaCl₂ 0.1 M aporta 0.1 M de Ca²⁺ y 0.2 M de Cl⁻. La ecuación de Davies estima bien los coeficientes de actividad hasta unos 0.5 mol/L.

Ejemplo resuelto

Una disolución de CaCl₂ 0.1 mol/L tiene 0.1 mol/L de Ca²⁺ (z = +2) y 0.2 mol/L de Cl⁻ (z = −1). I = ½ (0.1 × 2² + 0.2 × 1²) = ½ (0.4 + 0.2) = 0.3000 mol/L. Las cargas se compensan (0.1 × 2 − 0.2 = 0), y la ecuación de Davies da coeficientes de actividad de 0.2902 para el Ca²⁺ y 0.7340 para el Cl⁻.

Fuentes: IUPAC Gold Book — Ionic strength · Wikipedia — Davies equation

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la fuerza iónica?

Multiplica la concentración molar de cada ion por el cuadrado de su carga, suma todo y divide entre dos: I = ½ Σ cz². Para una sal 1:1 como el NaCl, I es igual a la concentración; para el CaCl₂ es el triple, y para el MgSO₄ el cuádruple.

¿Cuál es la fuerza iónica del NaCl 0.1 M?

I = ½ (0.1 × 1 + 0.1 × 1) = 0.1 mol/L.

¿Por qué importa la fuerza iónica?

Los iones quedan apantallados por los iones que los rodean, así que su concentración efectiva (actividad) baja al aumentar la fuerza iónica. Eso desplaza equilibrios, lecturas de pH, solubilidades y velocidades de reacción entre iones.

¿Uso molaridad o molalidad?

En sentido estricto la fuerza iónica se define con molalidad (mol/kg), pero en disoluciones acuosas diluidas la molaridad da prácticamente el mismo número.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.