Ejemplo de Aniones Y Cationes

En la Química General, se sabe que la materia está sostenida por enlaces entre los átomos, los cuales pueden generar una red de átomos, en el caso de los metales y no metales puros, o también moléculas, que acumuladas dan consistencia a la sustancia. Para el caso de la formación de moléculas, existe el Enlace iónico, que consiste en que, uno de los átomos se encarga de ceder uno o más electrones de su última capa, y el otro átomo ejerce la labor de recibirlos.

Los electrones tienen carga negativa, por consiguiente el receptor adquiere carga negativa. El átomo que hace la entrega, adquiere carga positiva al desprenderse de esos electrones. Este fenómeno del enlace iónico se presenta en sustancias inorgánicas en su mayoría, y en diferente frecuencia entre las reacciones orgánicas.

La partícula constituida por el (o los) átomo(s) con carga negativa, se denomina Anión.

Y la partícula que consiste en el (o los) átomo(s) con carga positiva se denomina Catión.

A las partículas cargadas en general se les llama Iones.

Los Aniones y Cationes se presentan en compuestos como las Sales Binarias, como el Cloruro de Sodio (NaCl). Tomando este ejemplo, se explicará un detalle importante. Al escribir el compuesto, se comienza siempre por el elemento con carga positiva. Y lo que lo acompaña al final será la parte con carga negativa. Así se sabe que el Sodio (Na) es el elemento que lleva carga positiva, y el Cloro (Cl) es el cargado negativamente.

Otro asunto importante es conocer cuánta carga positiva o negativa lleva cada átomo. Se tomará como ejemplo otra Sal Binaria, que es el Cloruro de Calcio (CaCl₂). Al escribir la molécula de la Sal, el número que define la carga del átomo Calcio se cruza con el número de la carga del Cloro.

De acuerdo con la Tabla Periódica, el Calcio tiene carga +2, y el Cloro tiene carga -1. Cruzados, el número 2 irá puesto en el Cloro, y el 1 en el Calcio. Queda CaCl₂.

Esta fórmula CaCl₂ también se puede entender así: Siendo que el Cloro es capaz de recibir 1 electrón, son necesarios 2 átomos Cloro para captar los 2 electrones de la última capa del Calcio.

Además de las Sales Binarias, los Aniones y Cationes se encuentran en los Hidrácidos, como el Ácido Clorhídrico (HCl), en los Oxiácidos, como el Ácido Sulfúrico (H₂SO₄), en las Oxisales, como el Sulfato de Sodio (Na₂SO₄).

En el Ácido Clorhídrico, el Catión es el Hidrógeno con carga +1: H⁺¹, y el Anión es el Cloro, con carga -1: Cl^-1.

En el Ácido Sulfúrico, el Catión es el Hidrógeno, con carga +1: H⁺¹, y el Anión es el Sulfato, con carga -2: SO₄^-2.

En el Sulfato de Sodio, el Catión es el Sodio con carga +1: Na⁺¹, y el Anión es el Sulfato, con carga -2: SO₄^-2.

Se nota en los anteriores ejemplos que las Sales Binarias y los Hidrácidos son la combinación de sólo dos elementos diferentes, (uno con carga positiva y otro con carga negativa). Y las Oxisales y los Oxiácidos contienen como Anión un grupo de átomos. Este grupo de átomos es llamado Radical.

El Radical en los casos anteriores incluye varios átomos de Oxígeno, con carga -2, y otro elemento positivo que compensa sólo una parte de esa carga negativa. El resto de la carga negativa la compensaría el Catión, propiamente.

No sólo hay Radicales negativos, sino también positivos, como el Catión Amonio (NH₄⁺), en el que el cuarto Hidrógeno genera una carga sobrante.

Disociación en Solución Acuosa

Cuando un compuesto iónico entra como soluto en el disolvente Agua, ésta tiende a atacar el enlace iónico, separando el soluto en aniones y cationes. Dependiendo del compuesto del que se trate, hablando de la fuerza del enlace, será la facilidad y la abundancia de esa disociación. Este fenómeno es aprovechado para la conducción de una corriente eléctrica.

Celdas electroquímicas

Las Celdas Electroquímicas son los principales dispositivos en los que se saca provecho de los compuestos iónicos en solución para la generación y continuidad de energía eléctrica. Las Celdas Electroquímicas pueden ser de tipo Galvánicas o Electrolíticas.

Una Celda Galvánica está constituida por un recipiente con dos metales diferentes, inmersos en una solución iónica, y separados entre sí por una membrana porosa. Están conectados dichos metales por un puente salino, en su parte superior, emergente.

La reacción química que ocurre entre los iones de la solución con los cationes del primer metal, es espontánea. Los Aniones con su carga negativa sobrante aportan electrones a uno de los metales. A este metal se le llamará Ánodo, por recibir a los Aniones. Como cargas opuestas se atraen, se asume que el Ánodo posee carga positiva.

Los electrones recorren el metal, fluyen hacia el puente salino, hasta llegar al otro metal, que va adquiriendo carga negativa con el flujo de electrones. Así, los cationes de la solución que lo envuelven, tomarán esos electrones para compensar su carga. Este otro metal se denominará Cátodo.

Una Celda Electrolítica tiene la diferencia de que incluye una fuente de corriente eléctrica, porque la reacción no es espontánea en la solución, y se necesita cierto impulso para que comience el flujo constante de electrones del Ánodo al Cátodo.

Ejemplos de Aniones

Cloruro Cl^-

Ioduro I^-

Sulfuro S^-2

Nitruro N^-3

Hipoclorito ClO^-

Clorito ClO₂^-

Clorato ClO₃^-

Perclorato ClO₄^-

Nitrito NO₂^-

Nitrato NO₃^-

Bisulfito o Sulfito Ácido HSO₃^-

Sulfito SO₃^-2

Sulfato SO₄^-2

Permanganato MnO₄^-

Hidróxido OH^-

Dicromato Cr₂O₇^-2

Cromato CrO₄^-2

Borato BO₃^-3

Oxalato C₂O₄^-2

Fosfato PO₄^-3

Ejemplos de Cationes

Amonio NH₄⁺

Hidronio H₃O⁺

Sodio Na⁺

Potasio K⁺

Calcio Ca⁺²

Magnesio Mg⁺²

Bario Ba⁺²

Aluminio Al⁺³

Cuproso Cu⁺¹

Cúprico Cu⁺²

Ferroso Fe⁺²

Férrico Fe⁺³

Plumboso Pb⁺²

Plúmbico Pb⁺⁴

Cadmio Cd⁺²

Titanio Ti⁺⁴

Galio Ga⁺³

Litio Li⁺

Hidrógeno H⁺

Berilio Be⁺²