Qual è la differenza tra uno ione e un elettrolita?

Le specie chimiche cariche note come ioni sono cruciali in molti aspetti diversi della biologia, dell'industria e della scienza. Un esempio di ione importante è l'atomo di idrogeno positivo, H+, che è responsabile dell'acidità delle soluzioni. Elettroliti e ioni sono legati da un principio di base; gli elettroliti sono le sostanze chimiche da cui sono fatti gli ioni.

Normalmente, un atomo di un dato elemento ha un numero uguale di protoni ed elettroni. I protoni sono le particelle pesanti e caricate positivamente che si trovano nel nucleo interno dell'atomo, mentre gli elettroni sono leggeri e caricati negativamente e orbitano attorno al nucleo. Ciò significa che non vi è alcuna carica complessiva per l'atomo. In alcuni casi, tuttavia, un atomo o un gruppo di atomi può perdere o acquisire elettroni e di conseguenza acquisire una carica. Queste specie chimiche cariche sono conosciute come ioni.

I chimici usano il termine elettrolita per riferirsi a qualsiasi composto chimico che produce ioni quando viene sciolto in acqua. Ciò accade quando le molecole di una sostanza chimica essenzialmente si rompono mentre la sostanza chimica si dissolve, producendo ioni carichi, che sono frammenti della molecola neutra originale. Poiché alcune porzioni di molecole d'acqua sono leggermente positive e altre leggermente negative, l'acqua tende ad essere in grado di aiutare questo processo raccogliendo attorno agli ioni carichi e aiutandoli a tirarli a parte.

Esistono due diversi tipi di elettroliti, in base al grado di rottura di questi composti in soluzione. Gli elettroliti forti si rompono completamente, con ogni molecola che si dissocia nei suoi ioni costituenti. Un esempio è il sale (NaCl), che si dissolve per produrre ioni sodio (Na+) e ioni cloruro (Cl-). Anche gli acidi forti come l'acido cloridrico (HCl) fanno questo. Con elettroliti deboli, solo una frazione del composto disciolto si rompe in ioni; il resto rimane intatto. Un esempio di un elettrolita debole è l'acido acetico, CH3COOH.

Poiché gli ioni hanno molte applicazioni importanti, ne consegue che ci sono altrettanti usi per gli elettroliti che producono quegli ioni. Il corpo umano utilizza elettroliti come il sale per produrre gli ioni (come il sodio) che sono essenziali per vari processi metabolici che supportano la vita. Le soluzioni di elettroliti che danno luogo agli ioni di zinco e rame trovano applicazioni nelle batterie dove conducono corrente. Vari elettroliti che sono anche acidi e basi, sia deboli che forti, sono molto importanti e hanno molti usi nell'industria e nella scienza, dalla lavorazione dei metalli alla fabbricazione di altro sostanze chimiche.