Grado de ionización - Degree of ionization

Una lámpara de plasma , que ilustra un bajo grado de ionización (es decir, un gas parcialmente ionizado)

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 ionizadas. En el caso de los electrolitos , podría entenderse como la capacidad del ácido / base de ionizarse a sí mismo. Un bajo grado de ionización a veces se denomina parcialmente ionizado (también débilmente ionizado ) y un alto grado de ionización como completamente ionizado . Sin embargo, completamente ionizado también puede significar que a un ion 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 se convierte en un portador de carga . Si la especie ha perdido uno o varios electrones, se carga positivamente y se llama ion positivo o catión . Por el contrario, si la especie ha ganado uno o varios electrones adicionales, se carga negativamente y se denomina ión negativo o anión . Los electrones e iones libres individuales en un plasma tienen una vida muy corta, típicamente inferior al microsegundo , ya que la ionización y recombinación , excitación y relajación son procesos colectivos continuos.

Uso de 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. Puede representarse como un número decimal o como un porcentaje. Se pueden clasificar los ácidos fuertes como aquellos que tienen grados de ionización por encima del 30%, los ácidos débiles como aquellos con α por debajo del 30% y el resto como ácidos moderados, a una concentración molar especificada.

Uso de la física

En plasma , el grado de ionización se refiere a la proporción de partículas neutras que están ionizadas: ${\ Displaystyle \ alpha}$

${\ Displaystyle \ alpha = {\ frac {n_ {i}} {n_ {i} + n_ {n}}}}$

donde es la densidad de iones y la densidad neutra (en partículas por metro cúbico). Es un número adimensional, a veces expresado como porcentaje. ${\ Displaystyle n_ {i}}$${\ Displaystyle n_ {n}}$

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 nuestro Sol y todas las estrellas del universo. Las estrellas regulares contienen en gran parte hidrógeno y helio que están completamente ionizados en protones (H ⁺ ) y partículas alfa (He ²⁺ ).

Historia

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

Ver también

• Lista de artículos sobre plasma (física)

Notas al pie