Vad är skillnaden mellan en jon och en elektrolyt?

De laddade kemiska arter som kallas joner är avgörande i många olika aspekter av biologi, industri och vetenskap. Ett exempel på en viktig jon är den positiva väteatomen, H +, som är ansvarig för att göra lösningar sura. Elektrolyter och joner är besläktade med en grundläggande princip; elektrolyter är de kemikalier som joner tillverkas av.

Normalt har en atom av ett givet element lika stort antal protoner och elektroner. Protoner är de tunga, positivt laddade partiklarna som finns i atomens inre kärna, medan elektroner är lätta och negativt laddade och kretsar kring kärnan. Detta innebär att det inte finns någon total laddning för atomen. I vissa fall kan en atom eller grupp av atomer förlora eller få elektroner och få en laddning som ett resultat. Dessa laddade kemiska arter kallas joner.

Kemister använder termen elektrolyt för att hänvisa till vilken kemisk förening som alstrar joner när den löses i vatten. Detta händer när molekylerna i en kemikalie väsentligen bryts sönder när kemikalien löses upp och producerar laddade joner, som är fragment av den ursprungliga neutrala molekylen. Eftersom vissa delar av vattenmolekyler är något positiva och andra lite negativa, vatten tenderar att kunna hjälpa denna process genom att samla runt de laddade jonerna och hjälpa till att dra dem isär.

Det finns två olika typer av elektrolyter, baserat på i vilken grad dessa föreningar bryts sönder i lösning. Starka elektrolyter bryts helt ihop, varvid varje molekyl dissocieras i dess beståndsdelar. Ett exempel är salt (NaCl), som löser sig för att producera natriumjoner (Na +) och kloridjoner (Cl-). Starka syror som saltsyra (HCl) gör också detta. Med svaga elektrolyter bryts endast en bråkdel av den upplösta föreningen till joner; resten förblir intakt. Ett exempel på en svag elektrolyt är ättiksyra, CH3COOH.

Eftersom joner har många viktiga applikationer följer det att det finns lika många användningsområden för elektrolyterna som gör dessa joner. Människokroppen använder elektrolyter som salt för att producera joner (som natrium) som är väsentliga för olika metaboliska processer som stöder liv. Lösningar av elektrolyter som resulterar i joner av zink och koppar hittar applikationer i batterier där de leder ström. Olika elektrolyter som också är syror och baser - både svaga och starka - är mycket viktiga och har många användningsområden inom industri och vetenskap, från bearbetning av metaller till tillverkning av andra kemikalier.