Ionização é o processo em que átomos ou um grupo de átomos neutros são carregados eletricamente, isto é, adquirem carga elétrica. Quando um ou mais elétrons se desprendem do seu grupo original, são formados os íons positivos, os cátions e quando esses elétrons livres se unem a um novo grupo carregando-o negativamente, são formados os ânions. Assim, um átomo de sódio, por exemplo, com carga positiva é um cátion, representado como Na+ e um átomo de flúor com carga negativa é um ânion, representado como F-. Um exemplo de cátion “poliatômico” (grupo de átomos) é o íon amônio, NH4+ e um exemplo de ânion poliatômico é o sulfato, SO42-.
Um íon pode ser criado em diversas situações, seja em líquidos, sólidos ou gases. Pode ocorrer, por exemplo, numa solução líquida em que moléculas neutras de HCℓ reagem com moléculas de H2O produzindo os íons H3O+ e Cℓ-, de acordo com a equação:
HCℓ(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + Cℓ-(aq)
Todo ácido de Brönsted-Lowry em contato com a água sofrerá ionização, liberando H+ e ânions em solução. Porém, é importante destacar que a ionização trata-se de uma reação entre compostos moleculares, produzindo íons não antes existentes. Isso significa que dissolução de compostos iônicos (dissolução de sal de cozinha na água, por exemplo, gerando Na+ e Cℓ-) não é considerada uma ionização, mas sim uma dissociação iônica.
No caso dos ácidos, a ionização ocorre devido ao surgimento de cargas parciais, decorrentes da diferença de eletronegatividade entre os átomos. Assim, quanto maior essa diferença, mais ionizável será a molécula e, portanto, mais forte o ácido. Por isso, ácidos como HCℓ são mais fortes que ácidos orgânicos, cujas cargas parciais não são tão pronunciadas.
Uma ionização também pode ocorrer por emissão de radiação. Quando se emite energia suficiente para que, durante a interação com o átomo ou molécula, elétrons possam se energizar até o ponto de se desprenderem de suas órbitas, fazendo com que o átomo seja ionizado.
Por isso na atmosfera terrestre existe certa quantidade de íons, formados a partir de gases que continuamente recebem radiação cósmica e radiação ultravioleta proveniente do Sol.
Aplicação da ionização
O processo de ionização possui extrema importância para a indústria e muitas pesquisas científicas. Um dos exemplos mais conhecidos são as pilhas e baterias, que através da formação de íons conseguem manter uma diferença de potencial elétrico num sistema e assim, fornecer energia através de correntes elétricas. No interior de baterias de carros, placas de chumbo (Pb) são intercaladas com placas revestidas de óxido de chumbo IV (PbO2) e mergulhadas em uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4). As placas de chumbo são denominadas ânodo (polo negativo) da bateria, pois elas perdem elétrons para solução:
Pb + HSO4- + H2O ⇄ PbSO4 + H3O+ + 2e-
Já as placas revestidas de óxido de chumbo IV são chamadas de cátodo (polo positivo) da bateria, pois recebem os elétrons perdidos pelas outras placas, gerando corrente elétrica:
PbO2 + HSO4- + H3O+ + 2e- ⇄ PbSO4 + 5 H2O
Esse tipo de processos é estudado na eletroquímica, onde reações envolvendo trocas de elétrons são importantes.
Leia também:
Referência:
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.