Kas ir jons?

Jonu šķīdums parasti tiek izveidots, kad noteiktas molekulas, piemēram, sāls, tiek izšķīdinātas ūdenī. Mijiedarbība starp izšķīdušās vielas un šķīdinātāja molekulām sadala vāji saistītās molekulas, piemēram, sāli, divos vai vairākos jonos. Kad sāli ievieto ūdenī, tas sadalās nātrija un hlorīda jonos, kas abi ir nepieciešami cilvēka dzīvībai. Ja cilvēkam pārāk ilgi atņem sāli, viņš galu galā nomirs. Citi dzīvībai būtiski joni (saukti par elektrolītiem) ir kālijs (K+), kalcijs (Ca2+), magnijs (Mg2+), ūdeņraža fosfāts (HPO42−) un ūdeņraža karbonāts (HCO3−).

Citi jonu šķīdumi bez izšķīdušiem sāļiem ir skābes un bāzes. Piemēram, sālsskābe veidojas, kad hlorūdeņradis tiek izšķīdināts ūdenī. Ūdeņraža hlorīds sadalās divos jonos, H+ un Cl−. H+ reaģē ar ūdeni, veidojot H3O+, hidronija jonu, bet hlors paliek kā hlorīda jons. Tā kā jonizācijas process ir pabeigts, sālsskābi sauc par stipru skābi. Skābju stiprumu mēra pēc tā, cik H+ jonu tajās ir — sālsskābes daudz, tāpēc tā ir ļoti skāba. Faktiski sālsskābe var izšķīst caur stiklu un visiem metāliem, izņemot irīdiju, lai gan tās korozijas ātrums ir lēns.

Vēl viena jonu šķīdumu kategorija ir bāzes. Tā vietā, lai mērītu pēc ūdeņraža jonu koncentrācijas, bāzi mēra pēc tās hidroksīda jonu (OH-) koncentrācijas. Viens no bāzes piemēriem ir kālija hidroksīds, kas ir vairuma mīksto un šķidro ziepju ķīmiskais prekursors. Izšķīdinot ūdenī, kālija hidroksīds rada spēcīgu sārma šķīdumu. Sārms ir bāzes veids. Kālija hidroksīdam ir vairākas interesantas ķīmiskās īpašības — viena no tām ir tā higroskopiskā (ūdeni pievelkošā) daba, kas padara to par spēcīgu desikantu. Kad tas reaģē ar ūdeni, reakcija ir eksotermiska, kas nozīmē, ka tā rada ievērojamu siltumu.

Pēdējā lielākā jonu grupa ir radikālie joni vai vienkārši radikāļi. Radikāļu piemēri ir superoksīds (O2-), ko imūnsistēma izmanto, lai iznīcinātu iebrukušos mikroorganismus, un slāpekļa oksīds, ko organisms izmanto kā svarīgu signalizācijas molekulu. Tāpat kā skābes un bāzes, radikāļi ir ļoti reaģējoši, un tiem ir vairāki pielietojumi ķīmijā. Viens no neveiksmīgajiem radikāļu aspektiem ir tas, ka nelielam daudzumam organismā ir tendence laika gaitā sadalīt audus, veicinot novecošanos.