Co to jest jon obserwatora?
Jon obserwacyjny to naładowany atom lub grupa atomów w reakcji chemicznej, która nie ulega zmianie chemicznej ani zmianie stanu, gdy zachodzi reakcja. W reakcjach chemicznych związki zawierające jony są często rozpuszczane w wodzie, co prowadzi do stanu zwanego jonami wodnymi. Gdy dwa związki jonowe rozpuszcza się w stanie wodnym lub oba rozpuszczają się w tym samym rozpuszczalniku, ich jony rozdzielają się, więc każdy jon, który utworzył pierwszy związek, może oddziaływać z dowolnymi jonami z drugiego związku. Nie jest konieczne, aby wszystkie jony oddziaływały w tym stanie, a jeśli niektóre jony nie wchodzą w interakcje, zwykle pozostają rozpuszczone w roztworze.
Aby określić jony obserwatora w reakcji, związki, które składają się na reakcję, należy, jeśli to możliwe, rozbić na jony. W ten sposób można rozkładać tylko związki jonowe, a nie cząsteczki, których atomy są ze sobą związane. Na przykład w reakcji między wodnym roztworem wodorotlenku sodu (NaOH) i wodnym kwasem chlorowodorowym (HCl), dwa związki jonowe rozdzielają się na swoje jony, mianowicie sód (Na), wodorotlenek (OH), wodór (H) i chlor (Cl ). W wyniku tej reakcji jony wodoru i wodorotlenku wiążą się ze sobą, tworząc ciekłą wodę (H2O). Ponieważ ani jon Na, ani Cl nie był zaangażowany w reakcję, każdy z nich był jonem obserwacyjnym.
Tak jak może istnieć wiele atomów, które składają się na jon obserwatora, tak samo może istnieć wiele rodzajów jonów obserwatora w danej reakcji. Nie wszystkie reakcje mają jony obserwacyjne, ale te, które mają wiele różnych typów, mogą być trudne do analizy za pomocą równania. W tym celu można opisać równoważną reakcję za pomocą netto równania jonowego. Równanie jonowe netto to równanie reakcji ze wszystkimi jonami obserwatora usuniętymi z obu stron. W przypadkach, w których jon obserwacyjny nie spełnia żadnej funkcji, można zastosować to uproszczone równanie bez utraty istotnych informacji o reakcji.
W wielu reakcjach jon obserwacyjny nie ma drugorzędnego celu i istnieje tylko dlatego, że był częścią reagenta. Pomimo braku celu w reakcji, która je wywołuje, jony obserwatora są czasem wykorzystywane w innych procesach. Powszechnym zastosowaniem swobodnie unoszących się jonów obserwacyjnych jest ułatwienie przejścia materiałów przez membranę. Mogą również znacząco zmieniać ładunek elektryczny wewnątrz lub na zewnątrz komórki, co może wpływać na funkcjonowanie komórki lub reagowanie na bodźce. Biorąc pod uwagę te możliwe efekty, nazwa „jon obserwatora” może być nieco myląca, ponieważ jony mogą potencjalnie służyć celowi.