"אסוציאציה יונית"

אלקטרוליטים חזקים נחשבים לעיתים קרובות כקיימים לחלוטין כיונים חופשיים בתמיסה מימית. במציאות, יונים בעלי מטען הפוך יכולים להתחבר חלקית ליצירת זוגות יונים, למעט באלקטרוליטים רבים ביחס 1:1, כמו NaCl או NaOH.

בירום הגדיר זוג יונים כשני יונים טעונים מנוגדים זה לזה קרוב מספיק כך שהמשיכה האלקטרוסטטית שלהם תעלה על האנרגיה התרמית, בכימות של 2kT, כאשר k הוא קבוע בולצמן, ו-T הוא הטמפרטורה המוחלטת. כאשר תנאי זה מתקיים, אסוציאציות היונים הופכת למועדפת.

הזיווג היונים עולה עם מטענים יוניים גבוהים יותר, כמו אלקטרוליטים של 2:1 או 2:2, מה שמוביל לחלק משמעותי מזוגות היונים גם בריכוזים נמוכים. תחזית זו נתמכת ניסיונית. כאשר אחוז הקטיונים בזוגות יונים נמדד מול מולליות, התוצאות תואמות במידה רבה את תיאוריית בירום.

הוא גם מושפע מאוד מהממס: הקבוע הדיאלקטרי הגבוה של המים מחליש את המשיכה האלקטרוסטטית ומגביל את הזיווג היונים, בעוד שממסים עם קבועים דיאלקטריים נמוכים משפרים את משיכת היונים-יונים, מה שהופך את יצירת זוגות היונים למשמעותית אפילו עבור אלקטרוליטים 1:1.