Ionización
La ionización es un proceso endotérmico de formación de iones a partir de átomos o moléculas neutras .
Un ion con carga positiva se forma si un electrón en una molécula recibe suficiente energía para superar la barrera de potencial , igual al potencial de ionización . Un ion cargado negativamente, por el contrario, se forma cuando un átomo captura un electrón adicional con la liberación de energía.
Es costumbre distinguir entre dos tipos de ionización: secuencial (clásica) y cuántica, que no obedece a algunas leyes de la física clásica .
Ionización clásica
Los iones del aire , además de ser positivos y negativos, se dividen en iones ligeros, medios y pesados. En forma libre (a presión atmosférica ), un electrón existe por no más de 10 −7 - 10 −8 segundos.
Ionización en electrolitos
Los electrolitos son sustancias disueltas en agua. Los electrolitos incluyen sales solubles , ácidos e hidróxidos metálicos . En el proceso de disolución, las moléculas de electrolito se descomponen en cationes y aniones . Faraday , basándose en datos obtenidos de experimentos con electrólisis , derivó una fórmula sobre la proporcionalidad de la masa m a la carga Δq que pasó a través del electrolito, o sobre la proporcionalidad de la masa m a la intensidad de corriente I y el tiempo Δt :.
Ionización en gases
Los gases están compuestos en su mayoría por moléculas neutras. Sin embargo, si algunas de las moléculas de gas están ionizadas, el gas conduce una corriente eléctrica . Hay tres formas principales de ionización en los gases:
- Ionización térmica - ionización, en la que la energía necesaria para separar un electrón de un átomo viene dada por colisiones entre átomos debido a un aumento de temperatura;
- Ionización por un campo eléctrico - ionización debido a un aumento en el valor del campo eléctrico interno por encima del valor límite. De esto se sigue el desprendimiento de electrones de los átomos de gas.
- Ionización por radiación ionizante
Ionización cuántica
En 1887, Heinrich Hertz estableció que bajo la acción de la luz, los electrones pueden escapar de un cuerpo - se descubrió el fenómeno del efecto fotoeléctrico . Esto no era consistente con la teoría ondulatoria de la luz ; no podía explicar las leyes del efecto fotoeléctrico y la separación de energía observada en el espectro de la radiación electromagnética . En 1900, Max Planck estableció que un cuerpo solo puede absorber o emitir energía electromagnética en porciones especiales, cuantos . Esto proporcionó una base teórica para explicar los fenómenos del efecto fotoeléctrico. Para explicar el fenómeno del efecto fotoeléctrico, en 1905, Albert Einstein planteó una hipótesis sobre la existencia de fotones como partículas de luz, lo que permite explicar la teoría cuántica, fotones que pueden ser absorbidos o emitidos en conjunto. por un electrón, darle suficiente energía cinética para vencer la fuerza de gravedad del electrón al núcleo - se produce la ionización cuántica.
Métodos de ionización
Métodos utilizados para ionizar materiales conductores:
Ionización por chispa : debido a la diferencia de potencial entre una pieza del material en estudio y otro electrodo , surge una chispa que extrae iones de la superficie objetivo.
La ionización en una descarga luminiscente ocurre en una atmósfera enrarecida de un gas inerte (por ejemplo, en argón ) entre el electrodo y la pieza conductora de la muestra.
Ionización por impacto . Si cualquier partícula con masa m (un electrón, un ion o una molécula neutra) que vuela a una velocidad V choca con un átomo o molécula neutra, entonces la energía cinética de la partícula voladora se puede gastar en el acto de ionización si esta energía cinética es no menos que la energía de ionización.
Véase también
- desionización
- Ionización en plasma acoplado inductivamente
- ionización superficial
- ionizador
- Un ionizador de agua es un dispositivo que ioniza el agua y, a pesar de la falta de evidencia empírica que respalde los beneficios del agua ionizada para la salud humana, se comercializa como antioxidantes que retrasan el proceso de envejecimiento y previenen enfermedades [1] .
Literatura
- Kotelnikov IA Conferencias sobre física del plasma. Volumen 1: Fundamentos de Física del Plasma. - 3ra ed. - San Petersburgo. : Lan , 2021. - 400 p. - ISBN 978-5-8114-6958-1 .
Notas
- ↑ Woolston, Chris . Saciará tu sed, por supuesto. Pero si el agua ionizada puede retrasar el envejecimiento y combatir las enfermedades es otra cuestión , Los Angeles Times (22 de enero de 2007). Archivado desde el original el 16 de enero de 2011. Consultado el 30 de octubre de 2008.
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