Contraión

En química , un contraión (a veces escrito como " counter ion " y pronunciado como tal) es el ion que acompaña a una especie iónica para mantener la neutralidad eléctrica . En la sal de mesa (NaCl, también conocida como cloruro de sodio), el ion sodio (con carga positiva) es el contraión del ion cloruro (con carga negativa) y viceversa.

Un contraión se denomina más comúnmente anión o catión , según tenga carga negativa o positiva. Por lo tanto, el contraión de un anión será un catión, y viceversa.

En bioquímica , los contraiones suelen definirse de forma imprecisa. Según su carga, las proteínas se asocian con diversos aniones y cationes más pequeños. En las células vegetales , el anión malato se acumula frecuentemente en la vacuola para disminuir el potencial hídrico e impulsar la expansión celular. Para mantener la neutralidad, los iones K ⁺ se acumulan a menudo como contraión. La permeación iónica a través de las paredes celulares hidrofóbicas está mediada por canales de transporte iónico . Los ácidos nucleicos son aniónicos, y los cationes correspondientes suelen ser poliaminas protonadas .

Los contraiones son los iones móviles en los polímeros y coloides de intercambio iónico . ^{[ 1 ]} Las resinas de intercambio iónico son polímeros con una carga neta negativa o positiva. Las resinas de intercambio catiónico consisten en un polímero aniónico con contraiones, típicamente Na ⁺ (sodio). La resina tiene mayor afinidad por contraiones altamente cargados, por ejemplo, por Ca ²⁺ (calcio) en el caso del ablandamiento del agua . De manera similar, las resinas de intercambio aniónico se suministran típicamente en forma de cloruro Cl ⁻ , que es un contraanión altamente móvil.

Los contraiones se utilizan en la catálisis por transferencia de fase . En una aplicación típica, un contraión lipofílico como el benzalconio solubiliza reactivos en disolventes orgánicos.

La solubilidad de las sales en disolventes orgánicos depende tanto del catión como del anión. La solubilidad de los cationes en disolventes orgánicos aumenta cuando el anión es lipofílico. De manera similar, la solubilidad de los aniones en disolventes orgánicos aumenta con los cationes lipofílicos. Los cationes lipofílicos más comunes son los cationes de amonio cuaternario , denominados "sales cuaternarias".

• Contraaniones lipofílicos
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  El tetrakis(pentafluorofenil)borato de litio es la sal de litio de un anión tetraarilborato altamente lipofílico, a menudo denominado anión débilmente coordinante . ^{[ 2 ]}
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  El tetrafenilborato es menos lipofílico que el derivado perfluorado, pero se utiliza ampliamente como agente precipitante.
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  El hexafluorofosfato es un anión común de coordinación débil .
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  Como lo ilustra el pequeño contraanión tetrafluoroborato ( BF ⁻ ₄ ), los cationes lipofílicos tienden a ser simétricos y con carga simple.

• Contraiones lipofílicos
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  El cloruro de bis(trifenilfosfina)iminio es la sal de cloruro de un catión fosfonio lipofílico voluminoso [Ph ₃ PNPPh ₃ ] ⁺ .
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  El cloruro de tetrafenilfosfonio (C₆H₅ ₎ ₄PCl _, abreviado Ph₄PCl _o PPh₄Cl _, es el cloruro de un catión fosfonio simétrico que se utiliza frecuentemente en química organometálica . La sal _de arsonio también es bien conocida.
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  La sal de bromuro de tetrabutilamonio , uno de los contraiones más comunes. Se conocen muchas "sales cuaternarias" análogas.
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  Los cationes de metales alcalinos unidos por éteres corona son contracationes lipofílicos comunes, como lo ilustra [Li(12-corona-4) ₂ ] ⁺ .

Muchos complejos organometálicos catiónicos se aíslan con contraiones inertes y no coordinantes. El tetrafluoroborato de ferrocenio es un ejemplo de ello.

Para lograr una alta conductividad iónica, las mediciones electroquímicas se realizan en presencia de un exceso de electrolito. En agua, el electrolito suele ser una sal simple como el cloruro de potasio . Para mediciones en soluciones no acuosas, se emplean sales compuestas tanto por cationes como por aniones lipofílicos, por ejemplo, hexafluorofosfato de tetrabutilamonio . Incluso en estos casos, los potenciales se ven influenciados por el apareamiento iónico , un efecto que se acentúa en disolventes de baja constante dieléctrica . ^{[ 3 ]}

En muchas aplicaciones, el contraión simplemente proporciona carga y lipofilicidad, lo que permite manipular su ion acompañante. Se espera que el contraión sea químicamente inerte. En el caso de los contraaniones, la inercia se expresa en términos de baja basicidad de Lewis . Idealmente, los contraiones son robustos y poco reactivos. Para los contracationes de amonio cuaternario y fosfonio, la inercia está relacionada con su resistencia a la degradación por bases fuertes y nucleófilos fuertes.