Ioi

Ioi bat elektroiak galdu edo irabazi dituen eta, beraz, positiboki edo negatiboki kargatu den atomo edo molekula bat da. Karga positiboa duten ioiei katioi deritze (Na⁺, Ca²⁺, NH₄⁺, H₃O⁺ adibidez) eta katodoek erakartzen dute. Karga negatiboa dutenei, berriz, anioi (Cl⁻, OH⁻, CO₃²⁻, C₆H₅⁻ adibidez) eta anodoek erakartzen dute. Ioien tasunek ez dute zerikusirik jatorrizko atomo edo molekulen tasunekin, kargak eragin handia baitu gai baten jokaeran. Ioiak solidoetan, isurkarietan eta gasetan izaten dira. Sukaldeko gatza, adibidez, solidoa da, eta bere kristalek sodio eta kloro atomo kopuru berdina dute, baina ez dituzte molekulak eratzen. Sodio klorurozko kristal horiek elkar erakartzen duten sodio katioiez (Na⁺) eta kloro anioiez (Cl⁻) daude eratuak. Horrela daude eratuta ioi izaerako solido guztiak (CaCl₂, AgNO₃, FeCl₃, PbBr₂, adibidez).

Irrada ioitzaile batzuen eraginez (deskarga elektrikoak, izpi ultramoreak, X izpiak, izpi kosmikoak, gai erradioaktiboek jaurtikitako alfa, beta eta gamma izpiak eta abar) gas batzuen atomo batzuk aldatu eta ioiak eratzen dira. Gasen ioitze hori atomoei dagokie beti eta ez molekulei. Gasean sortzen diren ioi horiek hautsa eta lainoaren tantatxoak oso erraz erakartzen dituzte. Ezaugarri hori elektrizatutako gorpuzkien ibilbidea eta gasen ioitze prozesua aztertzeko erabili izan da.

Atomo bakarraz osatutako ioiari ioi monoatomiko deritzo, eta atomo bi edo gehiago badauzka, ioi poliatomiko. Oxigenoa osagaitzat daukatzen ioi poliatomikoei, esaterako karbonato edo sulfatoei, oxianioi deritze.

Ioien izenak elektrikoki neutroak diren atomoenak bezala idazten dira. Salbuespen bakarra dago: karga elektriko netoa adierazteko, plus edo minus ikur bat eta galdu edo irabazi duten elektroi-kopurua idazten zaie superindize gisa, esaterako, H⁺ edo SO₄²⁻.

Lotura ioniko (edo Ioi lotura) lotura kimiko mota, sarritan lotura elektrostatiko izenez ezagutzen dena. Lotura honen bidez gai bakun desberdinen atomoak bata besteari elektroi bat edo gehiago pasatuz elkartzen dira, eta gai polarra edo ioi erakoa eratzen dute. Adibidez, elektroien azken geruzan elektroi bakar bat duen potasio atomoa oso erraz lotzen da azken geruzan zazpi elektroi dituen kloro atomoarekin, horrela biak zortzi elektroiekin geratzen baitira; egoera hori da energia ikuspuntutik egonkorrena. Potasioak elektroi bat galtzen du eta positiboki kargatuta geratzen da, eta aldi berean kloroak elektroi hori irabazten du eta negatiboki kargatua geratzen da. Era honetako loturak lotura kobalenteak baino egonkortasun txikiagokoak dira. Eratzen diren konposatuak ioietan zatitzen dira uretan urtzean.

Ioi trukea disoluzio bateko katioi bat edo anioi bat karga berdineko beste batez ordezkatzea da. Horretarako, ioiak dituen disoluzioa erraz ioitzen diren sail azidoak edo basikoak dituen sare molekular batetik pasarazten da. Disoluzioko ioiak sare molekularrera batzen dira, eta bertan dauden ioi askeak edo higikorrak ordezkatzen dituzte. Sare molekular horiei ioi trukatzaileak deitzen zaie. Ioi trukatzaile gehienak solidoak dira, eta horietakoak dira adibidez aluminosilikatoak (buztinak), polimero organikoak (erretxina trukatzaileak), zelulosa, lurzorua eta abar. Ioi trukea ura biguntzeko (permutitak erabiliz), analisi kromatografikoan, hondakin ionikoak desagerrarazteko (desmineralizazioa), lur arraroak bakantzeko, azidoak desagerrarazteko eta abarretarako erabiltzen da. Sendagai gisa ere erabiltzen dira erretxina ioi trukatzaileak, bihotzerrea gutxitzeko adibidez.

Ioi trukea ura biguntzeko erabiltzeko kasuan, uretatik disolbatutako kutsatzaile ionikoak ezabatzeko erabiltzen da. Elkartruke-prozesua solido baten (erretxina edo zeolita) eta likido baten (ura) artean gertatzen da. Prozesuan, gutxien desiratzen diren konposatuak desiragarrienekin trukatzen dira. Ioi desiragarri horiek erretxinazko materialean kargatzen dira. Erretxina horiek bakarrik edo batera erabil daitezke uraren kutsatzaile ionikoak ezabatzeko.

Uraren tratamenduan katioi-trukaketan, ioi kargatu positiboek, ioi-trukeko erretxina ukitzen dutenean, erretxinaren gainazalean erabilgarri dauden ioi kargatu positiboekin trukatzen dira, normalean sodioarekin.

Anioiak trukatzeko prozesuan, karga negatiboa duten ioiak erretxinaren gainazalean modu negatiboan kargatutako ioiekin trukatzen dira, oro har kloruroarekin. Hainbat kutsatzaile — nitratoa, fluorra, sulfatoa eta artsenikoa barne — anioi-trukearen bidez ezaba daitezke. Beste teknologia batzuekin alderatuta, ioi-trukea bereziki egokia da kontzentrazio baxuko kutsatzaile espezifiko bat deuseztatu nahi denean, adibidez, putzu-uretik boroa kentzea.