מה ההבדל בין יון לאלקטרוליט?

המינים הכימיים הטעונים המכונים יונים הם מכריעים בהיבטים רבים ושונים של ביולוגיה, תעשייה ומדע. דוגמה ליון חשוב הוא אטום המימן החיובי, H +, האחראי על הפיכת התמיסות לחומציות. אלקטרוליטים ויונים קשורים על ידי עיקרון בסיסי; אלקטרוליטים הם הכימיקלים מהם עשויים יונים.

בדרך כלל, אטום של יסוד נתון כולל מספר שווה של פרוטונים ואלקטרונים. פרוטונים הם החלקיקים הכבדים, הטעונים באופן חיובי, הנמצאים בגרעין הפנימי של האטום, ואילו אלקטרונים הם בעלי מטען שלילי קל ומקיפים את הגרעין. פירוש הדבר שאין מטען כולל לאטום. במקרים מסוימים, עם זאת, אטום או קבוצת אטומים עלולים לאבד או לצבור אלקטרונים ולרכוש מטען כתוצאה מכך. מינים כימיים טעונים אלה ידועים בשם יונים.

כימאים משתמשים במונח אלקטרוליט כדי להתייחס לכל תרכובת כימית המייצרת יונים כאשר הוא מומס במים. זה קורה כאשר המולקולות של חומר כימי מתפרקות בעצם כשהחומר הכימי מתמוסס, ומייצר יונים טעונים, שהם שברי המולקולה הנייטרלית המקורית. מכיוון שחלקים מסוימים של מולקולות מים הם מעט חיוביים וחלקם שליליים מעט, מים נוטה להיות מסוגל לעזור לתהליך זה על ידי איסוף סביב היונים הטעונות ועזרה במשיכתם מלבד.

ישנם שני סוגים שונים של אלקטרוליטים, בהתבסס על מידת ההתפרקות של תרכובות אלה בתמיסה. אלקטרוליטים חזקים מתפרקים לחלוטין, כאשר כל מולקולה מתנתקת ליונים המרכיבים אותה. דוגמה לכך היא מלח (NaCl), המתמוסס ליצירת יוני נתרן (Na +) ויוני כלוריד (Cl-). חומצות חזקות כמו חומצה הידרוכלורית (HCl) עושות זאת גם כן. עם אלקטרוליטים חלשים, רק חלק קטן מהמתחם המומס נשבר ליונים; השאר נשאר שלם. דוגמה לאלקטרוליט חלש היא חומצה אצטית, CH3COOH.

מכיוון שליונים יש יישומים רבים וחשובים, מכאן נובע כי ישנם מספר רב של שימושים באלקטרוליטים המייצרים את היונים הללו. גוף האדם משתמש באלקטרוליטים כמו מלח כדי לייצר את היונים (כגון נתרן) החיוניים לתהליכים מטבוליים שונים התומכים בחיים. פתרונות של אלקטרוליטים המביאים ליונים של אבץ ונחושת מוצאים יישומים בסוללות בהן הם מוליכים זרם. אלקטרוליטים שונים שהם גם חומצות ובסיסים - חלשים וחזקים כאחד - חשובים מאוד ויש להם שימושים רבים בתעשייה ובמדע, החל מעיבוד מתכות וכלה בייצור אחרים כימיקלים.