Τα φορτισμένα χημικά είδη γνωστά ως ιόντα είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές διαφορετικές πτυχές της βιολογίας, της βιομηχανίας και της επιστήμης. Ένα παράδειγμα σημαντικού ιόντος είναι το θετικό άτομο υδρογόνου, H +, το οποίο είναι υπεύθυνο για την παραγωγή όξινων διαλυμάτων. Οι ηλεκτρολύτες και τα ιόντα σχετίζονται με μια βασική αρχή. Οι ηλεκτρολύτες είναι οι χημικές ουσίες από τις οποίες παράγονται ιόντα.
Ιόντα
Κανονικά, ένα άτομο ενός δεδομένου στοιχείου έχει ίσο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Τα πρωτόνια είναι τα βαριά, θετικά φορτισμένα σωματίδια που βρίσκονται στον εσωτερικό πυρήνα του ατόμου, ενώ τα ηλεκτρόνια είναι ελαφριά και αρνητικά φορτισμένα και περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει συνολική φόρτιση στο άτομο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωστόσο, ένα άτομο ή ομάδα ατόμων μπορεί να χάσει ή να αποκτήσει ηλεκτρόνια και να αποκτήσει ένα φορτίο ως αποτέλεσμα. Αυτά τα φορτισμένα χημικά είδη είναι γνωστά ως ιόντα.
Ηλεκτρολύτες
Οι χημικοί χρησιμοποιούν τον όρο ηλεκτρολύτης για να αναφέρονται σε οποιαδήποτε χημική ένωση που παράγει ιόντα όταν διαλύεται σε νερό. Αυτό συμβαίνει όταν τα μόρια μιας χημικής ουσίας ουσιαστικά διαλύονται καθώς η χημική ουσία διαλύεται, παράγοντας φορτισμένα ιόντα, τα οποία είναι θραύσματα του αρχικού ουδέτερου μορίου. Επειδή ορισμένα τμήματα των μορίων νερού είναι ελαφρώς θετικά και άλλα ελαφρώς αρνητικά, το νερό τείνει να είναι σε θέση να βοηθήσει αυτή τη διαδικασία συγκεντρώνοντας γύρω από τα φορτισμένα ιόντα και βοηθώντας τους να τραβήξουν χώρια.
Τύποι ηλεκτρολυτών
Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι ηλεκτρολυτών, με βάση τον βαθμό στον οποίο αυτές οι ενώσεις διαλύονται σε διάλυμα. Ισχυροί ηλεκτρολύτες διαλύονται εντελώς, με κάθε μόριο να αποσυνδέεται στα συστατικά του ιόντα. Ένα παράδειγμα είναι το άλας (NaCl), το οποίο διαλύεται για την παραγωγή ιόντων νατρίου (Na +) και ιόντων χλωριδίου (Cl-). Ισχυρά οξέα όπως το υδροχλωρικό οξύ (HCl) το κάνουν επίσης. Με αδύναμους ηλεκτρολύτες, μόνο ένα κλάσμα της διαλυμένης ένωσης διασπάται σε ιόντα. τα υπόλοιπα παραμένουν άθικτα. Ένα παράδειγμα ασθενούς ηλεκτρολύτη είναι το οξικό οξύ, CH3COOH.
Εφαρμογές ηλεκτρολυτών
Δεδομένου ότι τα ιόντα έχουν πολλές σημαντικές εφαρμογές, προκύπτει ότι υπάρχουν εξίσου πολλές χρήσεις για τους ηλεκτρολύτες που δημιουργούν αυτά τα ιόντα. Το ανθρώπινο σώμα χρησιμοποιεί ηλεκτρολύτες όπως το αλάτι για να παράγει τα ιόντα (όπως το νάτριο) που είναι απαραίτητα για διάφορες μεταβολικές διεργασίες που υποστηρίζουν τη ζωή. Λύσεις ηλεκτρολυτών που έχουν ως αποτέλεσμα τα ιόντα ψευδαργύρου και χαλκού βρίσκουν εφαρμογές σε μπαταρίες όπου εκπέμπουν ρεύμα. Διάφοροι ηλεκτρολύτες που είναι επίσης οξέα και βάσεις - τόσο αδύναμοι όσο και ισχυροί - είναι πολύ σημαντικοί και έχουν πολλές χρήσεις στη βιομηχανία και την επιστήμη, από την επεξεργασία μετάλλων έως την κατασκευή άλλων χημικά.