Ionen trekken watermoleculen aan vanwege een fenomeen dat ion-dipoolinteractie wordt genoemd. Watermoleculen zijn polair, wat betekent dat ze een positief uiteinde (de waterstofatomen) en een negatief uiteinde (het zuurstofatoom) hebben. Ionen daarentegen zijn geladen deeltjes, positief of negatief geladen.

Wanneer een ion in water wordt geplaatst, wordt het positieve uiteinde van het watermolecuul (de waterstofatomen) aangetrokken door de negatieve lading van het ion, en het negatieve uiteinde van het watermolecuul (het zuurstofatoom) wordt aangetrokken door de positieve lading van het ion. het ion. Deze aantrekkingskracht tussen het ion en de watermoleculen leidt tot de vorming van een hydratatieschil, een laag watermoleculen die het ion omringt.

De sterkte van de hydratatieschil hangt af van de lading van het ion en de grootte van het ion. Ionen met een hogere lading trekken watermoleculen sterker aan dan ionen met een lagere lading. Kleinere ionen trekken ook sterker watermoleculen aan dan grotere ionen.

De hydratatie van ionen is een belangrijk proces in veel biologische systemen. Het is bijvoorbeeld essentieel voor de functie van eiwitten, dit zijn moleculen die zijn opgebouwd uit aminozuren. Aminozuren zijn zwitterionen, wat betekent dat ze zowel een positieve als een negatieve lading hebben. De hydratatie van de aminozuren in eiwitten helpt de eiwitstructuur te stabiliseren en zorgt ervoor dat deze goed kan functioneren.

Naast zijn rol in biologische systemen is ionenhydratatie ook belangrijk in veel industriële processen. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt bij waterzuivering, galvaniseren en de productie van batterijen.