Concentration ionique

La concentration ionique exprime la quantité d’une espèce ionique déterminée dans un volume de solution. Elle associe nécessairement l’identité de l’ion, par exemple Na⁺, Ca²⁺, Cl⁻ ou NH₄⁺, à une valeur et à une unité. Elle peut être donnée comme concentration en quantité de matière, en mol/L, ou comme concentration massique, en mg/L.

Concentration, activité et spéciation

La concentration analytique d’un élément ne correspond pas toujours à la concentration d’un ion libre. Dans l’eau, un élément peut se répartir entre plusieurs espèces dissoutes, former des complexes ou participer à un précipité. Le pH, la température, le potentiel d’oxydoréduction et la présence de ligands modifient cette spéciation. Ainsi, l’azote ammoniacal total regroupe NH₄⁺ et NH₃, alors que seule la première forme est ionique.

Dans les solutions non idéales, les équilibres chimiques dépendent de l’activité, c’est-à-dire d’une concentration corrigée par un coefficient d’activité. L’écart entre activité et concentration augmente généralement lorsque les interactions entre ions deviennent importantes.

Grandeurs voisines

La force ionique caractérise l’ensemble de la solution par la demi-somme des concentrations molaires de chaque ion multipliées par le carré de sa charge. Un ion divalent contribue donc davantage qu’un ion monovalent à concentration égale. Cette grandeur n’est ni la concentration d’un ion particulier ni la somme simple des sels dissous.

La conductivité dépend de toutes les espèces chargées, de leur mobilité et de la température. Deux eaux de même conductivité peuvent avoir des compositions ioniques différentes. La dureté décrit principalement la contribution du calcium et du magnésium selon une convention analytique. Ces mesures globales ne permettent donc pas d’identifier à elles seules la concentration de chaque ion.