यौगिकों में चालकता का निर्धारण कैसे करें

एक धारा का संचालन करने वाले यौगिकों को इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों या आकर्षण द्वारा एक साथ रखा जाता है। उनमें एक धनावेशित परमाणु या अणु होता है, जिसे धनायन कहा जाता है, और एक ऋणात्मक आवेशित परमाणु या अणु, जिसे आयन कहा जाता है। अपनी ठोस अवस्था में, ये यौगिक बिजली का संचालन नहीं करते हैं, लेकिन जब पानी में घुल जाते हैं, तो आयन अलग हो जाते हैं और करंट का संचालन कर सकते हैं। उच्च तापमान पर, जब ये यौगिक तरल हो जाते हैं, तो धनायन और आयन प्रवाहित होने लगते हैं और पानी की अनुपस्थिति में भी बिजली का संचालन कर सकते हैं। गैर-आयनिक यौगिक, या यौगिक जो आयनों में अलग नहीं होते हैं, एक धारा का संचालन नहीं करते हैं। आप जलीय यौगिकों की चालकता का परीक्षण करने के लिए एक संकेतक के रूप में एक प्रकाश बल्ब के साथ एक साधारण सर्किट का निर्माण कर सकते हैं। इस सेटअप में टेस्ट कंपाउंड सर्किट को पूरा करेगा और अगर यह करंट का संचालन कर सकता है तो लाइट बल्ब को चालू कर देगा।

यह निर्धारित करने का सबसे आसान तरीका है कि कोई यौगिक करंट का संचालन कर सकता है या नहीं, इसकी आणविक संरचना या संरचना की पहचान करना है। मजबूत चालकता वाले यौगिक पानी में घुलने पर आवेशित परमाणुओं या अणुओं या आयनों में पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। ये आयन एक धारा को प्रभावी ढंग से आगे बढ़ा सकते हैं और ले जा सकते हैं। आयनों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, चालकता उतनी ही अधिक होगी। टेबल नमक, या सोडियम क्लोराइड, मजबूत चालकता वाले यौगिक का एक उदाहरण है। यह पानी में धनावेशित सोडियम और ऋणावेशित क्लोरीन आयनों में वियोजित हो जाता है। अमोनियम सल्फेट, कैल्शियम क्लोराइड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सोडियम हाइड्रोक्साइड, सोडियम फॉस्फेट और जिंक नाइट्रेट मजबूत चालकता वाले यौगिकों के अन्य उदाहरण हैं, जिन्हें मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स भी कहा जाता है। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स अकार्बनिक यौगिक होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें कार्बन परमाणुओं की कमी होती है। कार्बनिक यौगिक, या कार्बन युक्त यौगिक, अक्सर कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं या गैर-प्रवाहकीय होते हैं।

यौगिक जो केवल आंशिक रूप से पानी में अलग हो जाते हैं, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स और विद्युत प्रवाह के खराब कंडक्टर होते हैं। सिरका में मौजूद एसिटिक एसिड एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है क्योंकि यह पानी में थोड़ा ही अलग होता है। अमोनियम हाइड्रॉक्साइड कमजोर चालकता वाले यौगिक का एक और उदाहरण है। जब पानी के अलावा अन्य सॉल्वैंट्स का उपयोग किया जाता है, तो आयनिक पृथक्करण, और इसलिए करंट ले जाने की क्षमता बदल जाती है। कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स का आयनीकरण आमतौर पर तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ता है। पानी में विभिन्न यौगिकों की चालकता की तुलना करने के लिए वैज्ञानिक विशिष्ट चालकता का उपयोग करते हैं। विशिष्ट चालकता एक विशिष्ट तापमान पर पानी में एक यौगिक की चालकता का एक उपाय है, आमतौर पर 25 डिग्री सेल्सियस। विशिष्ट चालकता को प्रति सेंटीमीटर सीमेंस या माइक्रोसीमेन्स की इकाइयों में मापा जाता है। जल प्रदूषण की डिग्री विशिष्ट चालकता को मापकर निर्धारित की जा सकती है, क्योंकि प्रदूषित पानी में अधिक आयन होते हैं और अधिक चालकता उत्पन्न कर सकते हैं।

जल में आयन उत्पन्न नहीं करने वाले यौगिक विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं कर सकते हैं। चीनी, या सुक्रोज, एक ऐसे यौगिक का उदाहरण है जो पानी में घुल जाता है लेकिन आयनों का उत्पादन नहीं करता है। घुले हुए सुक्रोज अणु पानी के अणुओं के समूहों से घिरे होते हैं और उन्हें 'हाइड्रेटेड' कहा जाता है, लेकिन वे अपरिवर्तित रहते हैं। ऐसे यौगिक जो पानी में घुलनशील नहीं हैं, जैसे कैल्शियम कार्बोनेट, में भी चालकता नहीं होती है: वे कोई आयन उत्पन्न नहीं करते हैं। चालकता के लिए आवेशित कणों के अस्तित्व की आवश्यकता होती है।

विद्युत चालकता के लिए आवेशित कणों की गति की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोलाइट्स या तरलीकृत या पिघला हुआ आयनिक यौगिकों के मामले में, सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कण उत्पन्न होते हैं और चारों ओर घूम सकते हैं। धातुओं में, धनात्मक धातु आयन एक कठोर जाली या क्रिस्टल संरचना में व्यवस्थित होते हैं जो हिल नहीं सकते। लेकिन सकारात्मक धातु परमाणु इलेक्ट्रॉनों के बादलों से घिरे होते हैं जो घूमने के लिए स्वतंत्र होते हैं और विद्युत प्रवाह ले सकते हैं। तापमान में वृद्धि विद्युत चालकता में कमी का कारण बनती है, जो समान परिस्थितियों में इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा चालकता में वृद्धि के विपरीत होती है।