¿Qué son los iones?

Antes de hablar de la medición de iones utilizando electrodos selectivos de iones, hablemos de iones en solución acuosa.
«Concentración de iones de hidrógeno» en la sección «Base del pH» de este sitio afirma que «El agua está representada por la fórmula molecular H2O, y está principalmente en forma de moléculas de H2O, que son muy estables. Sin embargo, una pequeña proporción de moléculas de agua se separan en iones de hidrógeno H+ e iones de hidroxilo OH -.»
Debido a que el agua está en esta forma a temperatura ambiente, disuelve muchos tipos de sustancias. (Sin embargo, algunas sustancias no se disuelven en agua, como se esperaría de la frase japonesa «agua y aceite» utilizada para indicar cosas que no se mezclan debido a su naturaleza fundamentalmente diferente.) Veamos las diferencias entre las propiedades de las soluciones acuosas de azúcar y sal.
Cuando el azúcar, particularmente el azúcar granulado de alta pureza, se disuelve en agua, la facilidad con la que la electricidad (o corriente, para ser más precisos) fluye a través de ella es casi la misma que la del agua original. En contraste, la corriente fluye extremadamente fácilmente a través de la solución salina. ¿Cuál es la razón de esta diferencia?
Es que el azúcar (C6H12O6) no se convierte en iones, mientras que la sal (NaCl) se ioniza completamente en iones de sodio (Na+) e iones de cloruro (Cl -), permitiendo que fluya la corriente eléctrica. No vamos a entrar en las razones detalladas de este comportamiento aquí; es suficiente afirmar que los átomos de sodio (Na), debido a su naturaleza, tienden a liberar un electrón e – para convertirse en iones de sodio Na+, y los átomos de cloro (Cl) tienden a aceptar un electrón e – para convertirse en iones de cloruro de Cl. Na+ y Cl – se atraen eléctricamente para formar el compuesto conocido como sal (NaCl). Una sustancia que se forma así se llama compuesto iónico. Mientras tanto, el compuesto bastante complicado conocido como azúcar está formado por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno que se combinan al compartir algunos de sus electrones (electrones de valencia), es decir, es un compuesto covalente. Incluso después de disolverse en agua, las moléculas de azúcar conservan su forma y no se convierten en iones. Aunque el azúcar y la sal aparentemente se disuelven en el agua de la misma manera, son muy diferentes en su comportamiento de ionización/no ionización en el agua.
Lo siguiente ilustra estos puntos: