이온

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이온(영어: ion)이란 원자나 분자가 전자를 얻거나 잃은 것이다. 건강에 많은 작용을 하기 때문에 각광받고 있다.

이온의 종류[edit]

이온은 크게 양이온, 음이온으로 나뉘고, 각각 전자를 잃은 것, 전자를 얻은 것이다.

인체에의 영향[edit]

양이온은 대부분 몸에 해롭다. 실제로 납이나 수은같은 중금속이 몸에 흡수될 때에는 양이온의 형태로 흡수된다.

양이온이 몸에 해로운 이유는 세포막과 DNA의 구조를 붕괴시키기 때문이다. 세포막과 DNA의 인산 부분은 음전하를 띠고 있는데, 양이온은 이들과의 인력 때문에 여기에 붙어 세포막과 DNA를 변형 및 파괴시킨다. 이 때문에 양이온을 섭취하면 세포가 다량 괴사하게 되며, 결국에는 죽음에 이르게 된다. 대개 크기가 작은 수소 이온?과 중금속 이온이 가장 해롭고, 반대로 크기가 매우 큰 유기 양이온의 경우에는 비교적 덜 해로운 경향이 있다. 중금속은 아니지만 나트륨 이온과 칼륨 이온은 뉴런이 신호를 전달하는 데에 간섭하고, 철 이온은 적혈구의 일산화 탄소의 운반에 기여하여 독극물을 온 몸에 퍼뜨리는 데에 관여하여 독성을 나타낸다. 특히 칼륨 이온은 심장의 신경을 파괴하고 세포 호흡을 방해하는 등의 역할?을 하는 독극물로 미국에서 사형에 쓰인다. 탄산의 경우 물에서 탄산 이온과 수소 이온으로 해리되는데, 탄산 이온은 피의 산성도를 조절하는 건강에 좋은 물질이지만 수소 이온은 그 자체로 독극물이다. 이 때문에 탄산 음료는 건강에 나쁘다.

반대로 음이온은 장기적으로 섭취하면 건강에 좋다고 한다 카더라. 왜냐하면 음이온은 양이온을 없애는 작용을 하기 때문이다. 그렇기 때문에 지나치게 먹고 마셔도 몸에 좋다. 그래서 음이온을 내뿜는 이 공기청정기를 살 필요가 있다.

특정 음이온은 이외 좀 더 많은 효과를 가지고 있다. 사람들은 탄산 음료를 안전하게 즐기려고 인산 이온을 첨가하였다. 인산 이온의 인은 몸에 해로운 칼슘 이온의 흡수를 방해하고, 이미 몸에 있는 칼슘과 결합하여 칼슘을 소모하는 역할을 한다. 이렇게 만들어지는 것이 뼈이다. 그 외, 할로젠에 속하는 플루오린, 염소, 브로민, 아이오딘화 이온들도 지속적으로 섭취해야 한다. 플루오린화 이온은 충치를 예방하며, 염화 이온은 식중독을 예방하는 효과를 가지고 있다. 아이오딘화 이온도 호르몬의 합성에 꼭 필요한 물질이다. 또한, 사이안화 이온도 아미그달린의 합성에 사용되고, 암세포의 호흡?을 방해하여 항암 효과가 있다.

이온의 제법[edit]

이온은 용도가 많아 산업적으로 많이 생산된다. 이온의 제법은 크게 두 가지로 나뉜다.

산화-환원법[edit]

산화-환원법은 양이온과 음이온을 동시에 만드는 방법이다. 예를 들면, 사형 집행을 많이 하는 미국에서는 칼륨 이온을 칼륨을 염소로 산화시켜 충당한다.

[math]2 \mathrm{K} + \mathrm{Cl}_2 \rightarrow 2 \mathrm{K}^+ + 2 \mathrm{Cl}^-[/math]

안타깝게도 이 방법으로 만들어진 양이온과 음이온은 분리하기 어렵다. 이런 이유로 미국에서 사형 집행을 할 때에는 염화 이온도 동시에 주입하게 되어 있다. 하지만 염화 이온은 건강에 약 천만년의 기간 동안 대를 이어 매우 느리게 작용하므로 사형에 방해가 되지는 않는다.

분리의 어려움과 재료 소비량이 큰 것 때문에 음이온만이 필요한 경우에는 거의 항상 다른 방법을 이용하게 된다.

방사능법[edit]

방사능법은 방사능을 가진 원소를 이용하여 양이온과 음이온 둘 중 하나만을 만드는 방법이다. 실제로 사용하는 예로는 라돈을 이용하여 음이온 침대를 만드는 것이 있다.

[math]4 \mathrm{Rn} + \mathrm{Bed} \rightarrow 4 \mathrm{Rn} + \mathrm{Bed}^-[/math]

여기에서는 라돈의 소모가 없이 음이온 침대를 지속적으로 만들 수 있다. 다만 실제로는 라돈이 음이온 침대에 부착되는 경우가 있어 라돈의 소모가 조금씩 있다.

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