Gran parte di ciò che ti circonda va ben oltre la capacità dei tuoi sensi di vedere o rilevare consapevolmente. Questo non si riferisce tanto alla ricca vita microbica che esiste praticamente ovunque sulla Terra, ma a ciò che è nell'aria intorno a te, o più precisamente, a cosa è l'aria intorno a te.
L'aria è composta da molecole, o gruppi di singoli atomi che rappresentano elementi diversi. La maggior parte di questi probabilmente ti è familiare: ossigeno, diossido di carbonio, metano e vapore acqueo.
Oltre a queste molecole elettricamente neutre che fluttuano, ci sono molecole che trasportano una carica elettrostatica netta positiva o negativa. Questi sono chiamati ioni, e può essere utile avere un tester di ioni a portata di mano per misurare in particolare gli ioni negativi; un esempio quotidiano è un rilevatore di fumo domestico.
Cosa sono gli ioni?
I singoli atomi sono costituiti da protoni, che hanno una carica +1; neutroni, che non hanno alcun costo; e elettroni, che hanno carica -1. Il numero di protoni
determina l'elemento, o atomo, tipo, e di solito è circa uguale al numero di neutroni. Queste minuscole particelle pesano all'incirca allo stesso modo e si trovano al centro dell'atomo, mentre gli elettroni sono essenzialmente privi di massa e "orbitano" al centro come i pianeti intorno al sole.Una molecola carica costituita da diversi atomi (diciamo HCO3-) è anche chiamato ione, anche se solo uno degli atomi è responsabile della carica netta. Una molecola che porta una carica positiva si chiama a cazione, mentre uno ione caricato negativamente è noto come an anione. Gli ioni risultano dallo "sforzo" di un atomo di avere esattamente otto elettroni di valenza, o potenzialmente condivisibili, nel suo strato orbitale più esterno.
Qualsiasi processo che porta un dato tipo di molecola elettricamente neutra (per esempio, Cl) ad ottenere an l'elettrone è un generatore di ioni negativi perché quel processo crea ioni caricati negativamente (in questo caso, Cl-).
Il misuratore di ioni d'aria
Potresti voler conoscere la quantità di ioni caricati negativamente (anioni) che sfrecciano nel tuo ambiente a causa di informazioni che questo può fornire sulla composizione dell'ambiente, ad esempio, se è sicuro per l'uomo e animali. Un misuratore di ioni d'aria può svolgere questo compito.
Questi dispositivi di solito sono costituiti da due cilindrici condensatori, uno dentro l'altro. UN condensatore è semplicemente un componente all'interno di un circuito elettrico in grado di immagazzinare carica (sotto forma di elettroni). È legato al circuito dalla relazione Q = CV, dove Q è la carica totale e V è la tensione, o differenza di potenziale elettrico.
Un misuratore di ioni d'aria, le cariche sulle due piastre cilindriche creano un campo elettrico tra. Quando uno ione negativo entra nel sistema, viene deviato verso il condensatore centrale dalla direzione del campo elettrico e viene contato quando colpisce un elettrodo lì.
Ioni negativi nel sistema solare
Uno dei motivi per misurare la quantità e il flusso di ioni nell'ambiente è che le informazioni risultanti possono rivelare molto sulla storia di quell'ambiente. Se stai parlando di una stanza all'interno della casa della famiglia dei tuoi genitori, di solito non è un grosso problema.
Ma può essere se stai invece prendendo lo spazio esterno.
La concentrazione di ioni, negativi e positivi, può fornire una tavolozza di dati utili sull'origine dei corpi celesti, come stelle, pianeti e comete, con altri oggetti nello spazio. Gli scienziati umani possono usare uno strumento chiamato a spettrometro al plasma confrontare il livello di ioni negativi (ad esempio elio, argon, carbonio e altri) con quelli presenti nella Terra ambiente e proporre conclusioni sulle rispettive "nascite" di oggetti come la luna, i pianeti e asteroidi.