Grado de ionización

El grado de ionización (también conocido como rendimiento de ionización en la literatura) se refiere a la proporción de partículas neutras, como las de un gas o una solución acuosa, que están ionizados. Para los electrolitos, podría entenderse como la capacidad del ácido/base de ionizarse. Un bajo grado de ionización a veces se denomina parcialmente ionizado (también débilmente ionizado), y un alto grado de ionización como totalmente ionizado. Sin embargo, el término completamente ionizado también se utiliza para describir un ion al que no le quedan electrones.

La ionización se refiere al proceso por el cual un átomo o molécula pierde uno o varios electrones de su orbital atómico, o por el contrario gana uno adicional, de un electrón libre entrante (unión de electrones). En ambos casos, el átomo o molécula deja de ser una partícula neutra y pasa a ser portador de carga. Si la especie ha perdido uno o varios electrones, queda cargada positivamente y se denomina ion positivo o catión. Por el contrario, si la especie ha ganado uno o varios electrones adicionales, queda cargada negativamente y se denomina ion negativo o anión. Los electrones e iones libres individuales en un plasma tienen vidas muy cortas, generalmente inferiores al microsegundo, ya que la ionización y la recombinación, la excitación y la relajación son procesos colectivos continuos.

Uso de la química

El grado de disociación α (también conocido como grado de ionización), es una forma de representar la fuerza de un ácido. Se define como la relación entre el número de moléculas ionizadas y el número de moléculas disueltas en agua. Se puede representar como un número decimal o como un porcentaje. Se pueden clasificar los ácidos fuertes como aquellos que tienen grados de ionización superiores al 30%, los ácidos débiles aquellos con α por debajo del 30% y el resto como ácidos moderados, a una concentración molar específica.

Uso de la física

En la física plasmática, el grado de ionización α α {displaystyle alpha } se refiere a la proporción de partículas neutrales ionizadas:

α α =nini+nn{displaystyle alpha ={frac {fn} {fn} {fn}} {fn}}} {fn}}} {n}} {n}}}} {n}}}}}}}} {n}}}}}}}}}} {n}}}}} {n}}}}}} {n}}}}}}}}}}}}}}} {n}}}}}}}}}}}}}} {n}}}} {n}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {n} {n}}}}}}}}}}}}}}}}}}} {n}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

Donde ni{displaystyle No. es la densidad ion y nn{displaystyle No. la densidad neutral (en partículas por metro cúbico). Es un número sin dimensión, a veces expresado como porcentaje.

Los términos ionización fraccionada y fracción de ionización también se utilizan para describir la proporción de partículas neutras que están ionizadas o la proporción de electrones libres.

Cuando se hace referencia a un átomo, "completamente ionizado" significa que no quedan electrones unidos, lo que da como resultado un núcleo desnudo. Un caso particular de gases totalmente ionizados son los plasmas termonucleares muy calientes, como los plasmas producidos artificialmente en explosiones nucleares o formados naturalmente en el Sol y todas las estrellas del universo. Las estrellas normales contienen en gran medida hidrógeno y helio que están completamente ionizados en protones (H⁺) y partículas alfa (He²⁺).

Historia

La materia ionizada se identificó por primera vez en un tubo de descarga (o tubo de Crookes), y así la describió Sir William Crookes en 1879 (la llamó "materia radiante"). La naturaleza del tubo de Crookes "rayo catódico" La cuestión fue identificada posteriormente por el físico inglés Sir J.J. Thomson en 1897, y lo denominó "plasma" por Irving Langmuir en 1928, quizás porque le recordaba a un plasma sanguíneo.