Sisällys
mikä on ionisaatio?
ionisaatiolla tarkoitetaan prosessia, jossa atomi tai molekyyli saa positiivisen tai negatiivisen varauksen hankkimalla tai menettämällä elektroneja, usein yhdessä muiden kemiallisten muutosten kanssa. Ionisaation jälkeen syntyvä sähköisesti varautunut atomi tai molekyyli tunnetaan ionina.
kun veteen lisätään tiettyjä kemiallisia aineita – esimerkiksi natriumkloridia (NaCl) – ne liukenevat ja niiden molekyylit hajoavat negatiivisiksi ja positiivisiksi ioneiksi.
tätä molekyylien pilkkomista positiivisiksi ja negatiivisiksi ioneiksi liuoksessa kutsutaan ionisaatioprosessiksi.
ionisaatioprosessi eritellään vaiheittain alla.
mikä on Ionisaatioprosessi?
ionisaatioprosessin ymmärtämiseksi tarkastellaan natriumkloridin (NaCl) rakennetta. Natriumkloridi on yleinen suola, jota käytämme jokapäiväisessä elämässämme.
Na: n järjestysluku on 11 ja Cl: n 17.
se tarkoittaa, että natriumatomilla on 11 elektronia ja klooriatomilla niitä kiertäviä 17 elektronia.
näiden elektronien atomirakenne tai-järjestely on esitetty alla olevassa kuvassa.
kuten yllä näkyy, Na-atomilla (kuvan vasemmalla puolella) on uloimmalla radallaan vain yksi elektroni.
kun taas kloori (kuvan oikealla puolella) sisältää seitsemän elektronia sen uloimmalla radalla.
pysyäkseen vakaana atomit tarvitsevat yleensä kahdeksan elektronia uloimmalla radallaan.
joten molemmat esitetyt atomit ovat” epästabiileja ”(tunnetaan myös nimellä”kemiallisesti aktiivisia”).
näiden kahden atomin yhdistyessä Na-atomi menettää uloimmat elektroninsa ja muuttuu positiivisesti varautuneeksi (koska sillä on nyt enemmän protoneja kuin elektroneja).
kääntäen Cl-atomi saa yhden elektronin ja muuttuu negatiivisesti varautuneeksi (koska sillä on nyt enemmän elektroneja kuin protoneja).
molemmat atomit saavat siis kahdeksan elektronia uloimmalle radalleen näitä elektroneja vaihtamalla.
koska Na-atomi on positiivisesti varautunut ja Cl-atomi negatiivisesti varautunut, niiden välillä vaikuttaa sähköstaattinen voima, jonka vuoksi ne yhdessä muodostavat yhden NaCl-molekyylin.
Coulombin lain mukaan kahden vastakkaisen varauksen välillä vaikuttava sähköstaattinen voima ilmaistaan:
missä er on väliaineen suhteellinen permittiivisyys.
näin ollen kahden varauksen välinen sähköstaattinen voima on kääntäen verrannollinen sen väliaineen suhteelliseen permittiivisyyteen, johon varaukset on asetettu.
ionisaatioprosessi voidaan helposti selittää väliaineen suhteellisella permittiivisyydellä. Ilman suhteellinen permittiivisyys on 1,00058986 ± 0,00000050 tai 1 ja veden suhteellinen permittiivisyys 20oC: ssa on 80.
näin ollen vedessä Na: n ja Cl: n välillä vaikuttava sähköstaattinen voima on 80 kertaa pienempi kuin ilmassa.
Na: n ja Cl: n välinen sähköstaattinen voima tulee niin pieneksi, että Na: n ja Cl: n pitäminen yhdessä vedessä vaikeutuu.
siksi aina kun NaCl (natriumkloridi) liuotetaan veteen, sen molekyylit jakautuvat positiiviseksi Na — ioniksi ja negatiiviseksi Cl-ioniksi-jopa huoneenlämmössä tai sen alapuolella.
tämä on NaCl: n ionisaatioprosessi.
Ionisaatioprosessi-selitetään videolla
niille, jotka haluavat videoselityksen, alla oleva video selittää, mitä ionisaatio on ja natriumkloridin ionisaatioprosessi.