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Che cos’è la ionizzazione?
La ionizzazione (o ionizzazione) è definita come il processo mediante il quale un atomo o una molecola acquisisce una carica positiva o negativa guadagnando o perdendo elettroni, spesso in combinazione con altri cambiamenti chimici. Dopo la ionizzazione, l’atomo o la molecola elettricamente caricata risultante è conosciuta come ion.
Quando particolari sostanze chimiche vengono aggiunte all’acqua, ad esempio il cloruro di sodio (NaCl), si sciolgono e le loro molecole si dividono in ioni negativi e positivi.
Questo processo di scissione di molecole in ioni positivi e negativi in soluzione è noto come processo di ionizzazione.
Il processo di ionizzazione è suddiviso passo dopo passo di seguito.
Qual è il processo di ionizzazione?
Per comprendere il processo di ionizzazione, considereremo la struttura del cloruro di sodio (NaCl). Il cloruro di sodio è il sale comune, che usiamo nella nostra vita quotidiana.
Il numero atomico di Na e Cl sono rispettivamente 11 e 17.
Ciò significa che l’atomo di sodio ha 11 elettroni e l’atomo di cloro ha 17 elettroni che li orbitano.
La struttura atomica o la disposizione di questi elettroni è mostrata nella figura seguente.
Come puoi vedere sopra, l’atomo Na (lato sinistro della figura) ha un solo elettrone nella sua orbita più esterna.
Mentre il cloro (lato destro della figura) contiene sette elettroni nella sua orbita più esterna.
Per rimanere stabili, gli atomi richiedono generalmente otto elettroni nella loro orbita più esterna.
Quindi, entrambi gli atomi mostrati sono ” instabili “(noti anche come”chimicamente attivi”).
Quando questi due atomi sono riuniti, l’atomo Na perde i suoi elettroni più esterni e diventa caricato positivamente (perché ora ha più protoni che elettroni).
Al contrario, l’atomo di Cl guadagna un elettrone e diventa caricato negativamente (perché ora ha più elettroni che protoni).
Quindi entrambi gli atomi ottengono otto elettroni nella loro orbita più esterna scambiando questi elettroni.
Poiché l’atomo di Na è caricato positivamente e l’atomo di Cl è caricato negativamente, una forza elettrostatica agisce tra di loro, grazie alla quale si uniranno e formeranno una molecola di NaCl.
Secondo la legge di Coulomb, la forza elettrostatica che agisce tra due cariche opposte è espressa come:
Dove er è la permittività relativa del mezzo.
Quindi la forza elettrostatica tra le due cariche è inversamente proporzionale alla permittività relativa del mezzo in cui sono collocate le cariche.
Il processo di ionizzazione può essere facilmente spiegato dalla permittività relativa del mezzo. La permittività relativa dell’aria è 1.00058986 ± 0.00000050 o 1 e la permittività relativa dell’acqua a 20oC è 80.
Quindi, in acqua, la forza elettrostatica che agisce tra Na e Cl è 80 volte più piccola di quella nell’aria.
La forza elettrostatica tra Na e Cl diventa così piccola, che diventa difficile tenere insieme Na e Cl nell’acqua.
Ecco perché ogni volta che NaCl (cloruro di sodio) viene sciolto in acqua, le sue molecole si dividono nello ion Na positivo e nello Cl Cl negativo, anche a temperatura ambiente o inferiore.
Questo è il processo di ionizzazione di NaCl.
Processo di ionizzazione-Spiegato in video
Per coloro che preferiscono una spiegazione video, il video qui sotto spiega cos’è la ionizzazione e il processo di ionizzazione del cloruro di sodio.