Associação Jônica

Eletrólitos fortes são frequentemente considerados inteiramente como íons livres em solução aquosa. Na realidade, íons com carga oposta podem se associar parcialmente para formar pares de íons, exceto em muitos eletrólitos 1:1, como NaCl ou NaOH.

Bjerrum definiu um par de íons como dois íons com cargas opostas suficientemente próximos para que sua atração eletrostática exceda a energia térmica, quantificada como 2kT, onde k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura absoluta. Quando essa condição é atendida, a associação de íons torna-se favorável.

O emparelhamento de íons aumenta com cargas iônicas mais altas, como em eletrólitos 2:1 ou 2:2, levando a uma fração significativa de pares iônicos mesmo em concentrações baixas. Essa previsão é comprovada experimentalmente. Quando a porcentagem de cátions em pares de íons é representada em função da molalidade, os resultados correspondem de perto à teoria de Bjerrum.

Também é fortemente influenciado pelo solvente: a alta constante dielétrica da água enfraquece a atração eletrostática e limita o pareamento de íons, enquanto solventes com constantes dielétricas mais baixas aumentam a atração íon–íon, tornando a formação de pares de íons significativa mesmo para eletrólitos 1:1.