Ionenbeweglichkeit

Die Ionenbeweglichkeit ist in der physikalischen Chemie definiert als die Wanderungsgeschwindigkeit, die Ionen einer bestimmten Art in Wasser von 25 °C (298 K) in einem elektrischen Feld von 1 V/m zeigen. Sie wird in cm/s angegeben.

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Beweglichkeit gelöster Ionen hängt von ihrer Größe, Ladung, der Hydrathülle und anderen Wechselwirkungen mit dem Lösungsmittel ab. Die Ionenbeweglichkeit häufiger anorganischer Kationen und Anionen liegt in der Größenordnung von rund 5·10^-8 m²/s·V. Augenfällig sind zwei Ausnahmen, das Hydroxidionen und das Hydroniumionen haben eine vier- bzw. siebenmal höhere Beweglichkeit. Dies ist auf das Ausbilden von Wasserstoffbrückenbindungen und eine Ionenwanderung durch den Grotthus-Mechanismus zurückzuführen.

Mit der Ionenbeweglichkeit hängt die spezifische Leitfähigkeit von Elektrolyten zusammen.

Die unterschiedliche Ionenbeweglichkeit wird in der Elektrophorese genutzt, um ionische Substanzen im elektrischen Feld zu trennen und z. B. getrennt einer Messung zuzuführen.

Beweglichkeiten einiger Ionen in m²/s·V:

Die Ionenbeweglichkeit in der Gasphase spielt bei analytischen Instrumenten (Instrumentelle Analytik), den Ionen-Mobilitäts-Spektrometern wie eine wesentliche Rolle. Hier wird die unterschiedliche Driftgeschwindigkeit von Ionen in einem äußeren elektrischen Feld ausgenutzt, um eine Trennung verschiedener Analyte nach deren Ionisierung zu erreichen.

Literatur

• Eggert, John; L. Hock; G.-M. Schwab: Lehrbuch der Physikalischen Chemie. 9. Aufl. 1968 S.-Hirzel-Verlag, Stuttgart
• Atkins, Peter W.; Julio de Paula: Physikalische Chemie. 4. Aufl. 2006 Wiley-VCH, Weinheim