یون (شیمی)

یون (شیمی)(ion)

يون

اتم یا گروهی از اتم‌ها با بار مثبت (کاتیون)، یا با بار منفی (آنیون). یون‌ها براثر حذف یا کسب الکترون‌ها، طی واکنش‌های شیمیایی، یا زمانی به‌وجود می‌آیند که اتم‌ها در معرض انواع مشخص و معینی از تابش قرار ‌گیرند. ترکیبات یونی، ازجمله نمک‌ها، اسیدها، قلیاها و اکسیدهای فلزی، به‌شکل محلول یا در نمک مذاب، جریان الکتریسته را از خود عبور می‌دهند. این ترکیبات را الکترولیت می‌نامند. براثر فرآیند الکترولیز یون‌ تولید می‌شود. مثلاً براثر الکترولیز کلرید روی (ZnCl_۲) کاتیون Zn^۲+ و آنیون ^-Cl تولید می‌شود.

آزمون یون‌های منفی. حضور یون‌های منفی را می‌توان با چند آزمون متفاوت مشخص کرد.

(۱) یون Br^-: افزایش اسید نیتریک رقیق به محلول برومید به‌سرعت تولید رسوب نسبتاً سفیدی از برومید نقره می‌کند که به مقدار جزئی در محلول آمونیاک غلیظ حل می‌شود:

KBr + AgNO_۳ → AgBr + KNO_۳

(۲) یون کربنات CO^۲-_۳ : کربنات جامد است و براثر واکنش با اسید هیدروکلریک، گاز دی‌اکسید کربن آزاد می‌کند که آب آهک را به رنگ شیری درمی‌آورد:

CaCO_۳ + ۲HCl → CaCl_۲ + H_۲O + CO_۲

(۳) یون Cl^-: براثر برهم‌کنش کلرید و اسید سولفوریک غلیظ، گاز کلرید هیدروژن بی‌رنگ تولید می‌شود. اگر این گاز با آمونیاک گازی مخلوط شود دود سفید غلیظ آمونیوم کلرید تشکیل می‌شود.

NH_۳ + HCl → NH_۴Cl (s)

(۴) کربنات هیدروژن (HCO^-_۳): براثر گرم‌کردن محلول کربنات هیدروژن، دی‌اکسید کربن تولید می‌شود که آب آهک را به رنگ شیری درمی‌آورد.

Ca(HCO_۳)_۲ → CaCO_۳ + H_۲O + CO_۲

کربنات‌های هیدروژن، مانند کربنات‌ها، در واکنش با اسید هیدروکلریک، دی‌اکسید کربن آزاد می‌کنند.

(۵) یون یدید I^-: افزودن محلول نیترات نقره به محلول اسیدی یون یدید، رسوب زردرنگ یدید نقره تولید می‌کند که در محلول آمونیاک نامحلول است.

Kl + AgNO_۳ → AgI + KNO_۳

(۶) نیترات (NO^-_۳): دو روش برای آزمون یون نیترات در محلول در‌دست است: (الف) محلول هیدروکسید سدیم و پودر آلومینیوم یا آلیاژ دِواردا، که حاوی آلومینیوم ‌است، به محلول نیترات اضافه می‌کنند. این مخلوط را گرم می‌کنند گاز آمونیاک حاصل کاغذ تورنسل قرمز را آبی می‌کند.

۳NO^-_۳ + ۵OH^- + ۲H_۲O + ۸Al → ۳NH_۳ + ۸AlO^-_۳

آزمون حلقه قهوه‌ای: در یک لولۀ آزمایش، محلولی از سولفات آهن (II)را به محلول هم حجم نیترات اضافه می‌کنند. سپس، اسید سولفوریک غلیظ را با دقت به‌قسمت پایینی لوله آزمایش وارد می‌کنند، به‌طوری‌ که لایه‌ای جداگانه در پایین لولۀ آزمایش تشکیل ‌دهد. در این حالت، در سطح مشترک این لایه حلقه‌ای قهوه‌ای‌رنگ ایجاد می‌شود. این حلقه همان FeSO_۴NO است که بر‌اثر واکنش یون‌های نیترات با یون‌های آهن (II)، و تبدیل آن به مونواکسید نیتروژن تولید می‌شود.

NO_۳ + ۴H⁺ + ۳Fe^۲+ → NO (g) + ۳Fe_۳ + ۲H_۲O

در هنگام آزمایش لازم است دقت کرد، زیرا نیترات‌ها و برومیدها نیز به‌صورتی مشابه عمل می‌کنند.

(۷) نیتریت (NO^-_۲): افزودن اسید سولفوریک رقیق به نیتریت موجب تولید گاز دی‌اکسید نیتروژن قهوه‌ای‌رنگ می‌شود که کاغذ تورنسل آبی را، بدون این‌که رنگ آن را از‌بین ببرد، به قرمز تبدیل می‌کند و محلول به رنگ آبی تیره درمی‌آید.

(۸) سولفات (NO^۲-_۴): افزودن اسید هیدروکلریک رقیق و محلول سولفات باریوم به محلول سولفات، به‌سرعت باعث رسوب سولفات باریوم می‌شود.

Na_۲SO_۴ + BaCl_۲ → BaSO_۴ + ۲NaCl

(۹) سولفید (S^۲-): افزودن اسید هیدروکلریک به محلول سولفید باعث تولید گاز سولفید هیدروژن بی‌رنگ می‌شود که بوی تخم‌مرغ گندیده می‌دهد و نیترات سربِ جذب شده در کاغذ صافی را سیاه می‌کند.

Na_۲S + ۲HCl → ۲NaCl + H_۲S

(۱۰) سولفیت (SO^۲-_۳): بر‌اثر افزودن اسید هیدروکلریک رقیق به محلول سولفیت و سپس گرم‌کردن آن، گاز دی‌اکسید گوگرد تولید می‌شود.

این گاز رنگ دی‌کرومات پتاسیم را از نارنجی به سبز تغییر می‌دهد، ولی رنگ محلول نیترات سرب را تغییر نمی‌دهد.

K_۲SO_۳ + ۲HCl → ۲KCl + SO_۲ + H_۲O

 

---