Hvad er en ion?
En ion er et atom eller molekyle med mere eller mindre elektroner end normalt, hvilket giver det en positiv eller negativ elektrisk ladning. Fordi en ion "ønsker" at blive neutral ved at erhverve eller miste yderligere elektroner, har den interessante kemiske egenskaber. Ioner findes normalt i form af løsninger. Der er tre typer - anioner, som er negativt ladede, kationer, der er positivt ladede, og radikaler eller radikale ioner, som er meget reaktive på grund af at have en stor mængde gratis elektroner.
En ionopløsning oprettes typisk, når visse molekyler, såsom salt, opløses i vand. Interaktionerne mellem de opløste og opløsningsmiddelmolekyler adskiller svagt bundne molekyler, som salt, i to eller flere ioner. Når salt lægges i vand, brydes det ned i natrium- og chloridioner, som begge er essentielle for menneskers liv. Hvis en person fratages salt for længe, vil den til sidst dø. Andre livsvigtige ioner (kaldet elektrolytter) er kalium (K + ), calcium (Ca2 + ), magnesium (Mg2 + ), hydrogenphosphat (HPO42 - ) og hydrogencarbonat (HCO3 - ).
Andre ionopløsninger udover opløste salte er syrer og baser. F.eks. Dannes saltsyre, når hydrogenchlorid opløses i vand. Hydrogenchlorid bryder i to ioner, H + og Cl - . H + reagerer med vand for at frembringe H3O + , hydroniumion, mens klorerne forbliver som en chloridion. Da ioniseringsprocessen er afsluttet, kaldes saltsyre en stærk syre . Styrken af syrer måles ved, hvor mange H + -ioner de har - saltsyre mange, så det er meget surt. Faktisk kan saltsyre opløses gennem glas og alle metaller undtagen iridium, selvom dens korrosionshastighed er langsom.
En anden kategori af ionopløsninger er baser. I stedet for at blive målt ved koncentrationen af hydrogenioner, måles en base ved dens koncentration af hydroxidioner (OH - ). Et eksempel på en base er kaliumhydroxid, som er den kemiske forløber for de fleste bløde og flydende sæber. Når kaliumhydroxid opløses i vand, produceres en stærk alkali-opløsning. En alkali er en type base. Kaliumhydroxid har en række interessante kemiske egenskaber - en af dem er dens hygroskopiske (vandtiltrækkende) natur, hvilket gør det til et kraftigt tørremiddel. Når den reagerer med vand, er reaktionen eksoterm, hvilket betyder, at den genererer betydelig varme.
Den sidste store gruppe af ioner er radikale ioner eller bare radikaler. Eksempler på radikaler inkluderer superoxid (O 2 - ), som immunsystemet bruger til at dræbe invaderende mikroorganismer, og nitrogenoxid, som kroppen bruger som et vigtigt signalmolekyle. Ligesom syrer og baser er radikaler meget reaktive og har en række anvendelser inden for kemi. Et uheldigt aspekt ved radikaler er, at spormængder i kroppen har en tendens til at nedbryde væv over tid, hvilket bidrager til aldring.