Co to jest jon?
Jon jest atomem lub cząsteczką z większą lub mniejszą liczbą elektronów niż zwykle, co daje mu dodatni lub ujemny ładunek elektryczny. Ponieważ jon „chce” stać się neutralny poprzez zdobycie lub utratę dodatkowych elektronów, ma ciekawe właściwości chemiczne. Jony zwykle występują w postaci roztworów. Istnieją trzy typy - aniony, które są naładowane ujemnie, kationy, które są naładowane dodatnio, oraz rodniki lub jony rodne, które są wysoce reaktywne z powodu dużej ilości wolnych elektronów.
Roztwór jonów zwykle powstaje, gdy pewne cząsteczki, takie jak sól, rozpuszczają się w wodzie. Oddziaływania między cząsteczkami substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika powodują rozdzielenie słabo związanych cząsteczek, takich jak sól, na dwa lub więcej jonów. Po dodaniu soli do wody rozpada się ona na jony sodu i chloru, które są niezbędne dla życia człowieka. Jeśli dana osoba zostanie zbyt długo pozbawiona soli, w końcu umrze. Inne niezbędne do życia jony (zwane elektrolitami) to potas (K + ), wapń (Ca2 + ), magnez (Mg2 + ), wodorofosforan (HPO42 - ) i wodorowęglan (HCO3 - ).
Inne roztwory jonów oprócz rozpuszczonych soli to kwasy i zasady. Na przykład kwas chlorowodorowy powstaje, gdy chlorowodór rozpuszcza się w wodzie. Chlorowodór rozpada się na dwa jony, H + i Cl - . H + reaguje z wodą z wytworzeniem H 3 O + , jonu hydroniowego, podczas gdy chlor pozostaje jako jon chlorkowy. Ponieważ proces jonizacji jest zakończony, kwas chlorowodorowy nazywany jest silnym kwasem . Siła kwasów jest mierzona przez liczbę jonów H + - wiele kwasu chlorowodorowego, więc jest bardzo kwaśny. W rzeczywistości kwas chlorowodorowy może rozpuszczać się w szkle i wszystkich metalach z wyjątkiem irydu, chociaż jego szybkość korozji jest niska.
Kolejną kategorią roztworów jonowych są zasady. Zamiast mierzyć stężeniem jonów wodorowych, zasadę mierzy się przez stężenie jonów wodorotlenkowych (OH - ). Jednym z przykładów zasady jest wodorotlenek potasu, który jest chemicznym prekursorem większości miękkich i płynnych mydeł. Po rozpuszczeniu w wodzie wodorotlenek potasu wytwarza silny roztwór alkaliczny. Alkalia to rodzaj zasady. Wodorotlenek potasu ma wiele interesujących właściwości chemicznych - jedną z nich jest jego higroskopijny (przyciągający wodę) charakter, co czyni go silnym środkiem pochłaniającym wilgoć. Kiedy reaguje z wodą, reakcja jest egzotermiczna, co oznacza, że generuje znaczne ciepło.
Ostatnią dużą grupą jonów są jony rodne lub po prostu rodniki. Przykłady rodników obejmują nadtlenek (O 2 - ), którego układ odpornościowy używa do zabijania atakujących mikroorganizmów, oraz tlenek azotu, który organizm wykorzystuje jako ważną cząsteczkę sygnalizacyjną. Podobnie jak kwasy i zasady, rodniki są wysoce reaktywne i mają wiele zastosowań w chemii. Jednym niefortunnym aspektem rodników jest to, że śladowe ilości w organizmie z czasem niszczą tkanki, przyczyniając się do starzenia.