Was ist ein Ion?
Ein Ion ist ein Atom oder Molekül mit mehr oder weniger Elektronen als gewöhnlich, wodurch es eine positive oder negative elektrische Ladung erhält. Da ein Ion neutral werden soll, indem es zusätzliche Elektronen aufnimmt oder verliert, weist es interessante chemische Eigenschaften auf. Ionen kommen normalerweise in Form von Lösungen. Es gibt drei Arten - negativ geladene Anionen, positiv geladene Kationen und Radikale oder Radikalionen, die aufgrund ihrer großen Menge an freien Elektronen hochreaktiv sind.
Eine Ionenlösung entsteht typischerweise, wenn bestimmte Moleküle wie Salz in Wasser gelöst werden. Die Wechselwirkungen zwischen den gelösten und den Lösungsmittelmolekülen spalten schwach gebundene Moleküle wie Salz in zwei oder mehr Ionen auf. Wenn Salz in Wasser gegeben wird, zerfällt es in Natrium- und Chloridionen, die beide für das menschliche Leben wesentlich sind. Wenn jemandem zu lange das Salz entzogen wird, stirbt er schließlich. Andere lebenswichtige Ionen (Elektrolyte genannt) sind Kalium (K + ), Calcium (Ca2 + ), Magnesium (Mg2 + ), Hydrogenphosphat (HPO42 - ) und Hydrogencarbonat (HCO3 - ).
Andere Ionenlösungen neben gelösten Salzen sind Säuren und Basen. Beispielsweise entsteht Salzsäure, wenn Chlorwasserstoff in Wasser gelöst wird. Der Chlorwasserstoff zerfällt in zwei Ionen, H + und Cl - . Das H + reagiert mit Wasser unter Bildung von H 3 O + , einem Hydroniumion, während das Chlor als Chloridion verbleibt. Da der Ionisationsprozess abgeschlossen ist, wird Salzsäure als starke Säure bezeichnet . Die Stärke von Säuren wird daran gemessen, wie viele H + -Ionen sie haben - Salzsäure, also ist sie sehr sauer. Tatsächlich kann sich Salzsäure durch Glas und alle Metalle mit Ausnahme von Iridium lösen, obwohl ihre Korrosionsgeschwindigkeit gering ist.
Eine andere Kategorie von Ionenlösungen sind Basen. Anstatt durch die Konzentration von Wasserstoffionen gemessen zu werden, wird eine Base durch ihre Konzentration von Hydroxidionen (OH - ) gemessen. Ein Beispiel für eine Base ist Kaliumhydroxid, der chemische Vorläufer der meisten weichen und flüssigen Seifen. Kaliumhydroxid erzeugt in Wasser eine starke Alkalilösung. Ein Alkali ist eine Art Base. Kaliumhydroxid hat eine Reihe interessanter chemischer Eigenschaften - eine davon ist seine hygroskopische (wasseranziehende) Natur, die es zu einem starken Trockenmittel macht. Wenn es mit Wasser reagiert, ist die Reaktion exotherm, was bedeutet, dass es erhebliche Wärme erzeugt.
Die letzte Hauptgruppe von Ionen sind Radikalionen oder nur Radikale. Beispiele für Radikale sind Superoxid (O 2 - ), mit dem das Immunsystem eindringende Mikroorganismen abtötet, und Stickstoffmonoxid, das der Körper als wichtiges Signalmolekül verwendet. Radikale sind wie Säuren und Basen hochreaktiv und finden in der Chemie vielfältige Anwendung. Ein unglücklicher Aspekt von Radikalen ist, dass Spurenmengen im Körper dazu neigen, das Gewebe im Laufe der Zeit zu zersetzen, was zum Altern beiträgt.