イオンとは?
イオン選択電極を用いたイオンの測定について説明する前に、水溶液中のイオンについて話しましょう。
このサイトの”pHの基礎”のセクションの”水素イオンの濃度”は、”水は分子式H2Oで表され、主にH2O分子の形をしており、非常に安定している。 しかし、水分子のわずかな割合は、水素イオンH+とヒドロキシル-イオンOH-に分離します。”
水は室温でこの形をしているので、多くの種類の物質を溶解します。 (ただし、根本的に性質が異なるために混ざり合っていないものを示すために使用される日本語の”水と油”という言葉から予想されるように、水に溶解しない物質もある。)私たちは砂糖と塩の水溶液の特性の違いを見てみましょう。
砂糖、特に高純度のグラニュー糖を水に溶かした場合、電気(より正確には電流)が流れる容易さは元の水とほぼ同じです。 対照的に、電流は塩溶液中を非常に容易に流れる。 この違いの理由は何ですか?
砂糖(C6H12O6)はイオンにならないのに対し、塩(NaCl)は完全にナトリウムイオン(Na+)と塩化物イオン(Cl-)に電離し、電流を流すことができる。 ここでは、この動作の詳細な理由については説明しません; ナトリウム原子(Na)は、その性質上、電子e-を放出してNa+ナトリウムイオンになり、塩素原子(Cl)は電子e-を受容してCl-塩化物イオンになる傾向があると言 Na+とCl-は電気的に互いに引き付け合い、塩(NaCl)として知られる化合物を形成する。 このように形成される物質はイオン性化合物と呼ばれます。 一方、糖として知られているかなり複雑な化合物は、炭素、水素、および酸素原子がそれらの電子(価電子)の一部を共有することによって結合することによ 水に溶解した後でさえ、糖分子はその形態を保持し、イオンにはならない。 砂糖と塩は同じように水に溶けているように見えますが、水中でのイオン化/非イオン化挙動は大きく異なります。
以下、これらの点を示しています。