आयनिक यौगिक जल में विद्युत का संचालन क्यों करते हैं?

खारे पानी एक आयनिक घोल का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण है जो बिजली का संचालन करता है, लेकिन यह समझना कि ऐसा क्यों होता है, घटना पर घरेलू प्रयोग करने जितना आसान नहीं है। इसका कारण आयनिक बंधों और सहसंयोजक बंधों के बीच के अंतर के साथ-साथ यह समझना भी है कि जब अलग-अलग आयनों को विद्युत क्षेत्र के अधीन किया जाता है तो क्या होता है।

संक्षेप में, आयनिक यौगिक पानी में बिजली का संचालन करते हैं क्योंकि वे आवेशित आयनों में अलग हो जाते हैं, जो बाद में विपरीत आवेशित इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होते हैं।

आयनिक यौगिकों की विद्युत चालकता की बेहतर समझ प्राप्त करने के लिए आपको आयनिक और सहसंयोजक बंधों के बीच अंतर जानने की आवश्यकता है।

सहसंयोजी आबंध तब बनते हैं जब परमाणु अपने बाहरी (वैलेंस) कोश को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं। उदाहरण के लिए, तात्विक हाइड्रोजन के बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल में एक "स्थान" होता है, इसलिए यह दूसरे हाइड्रोजन परमाणु के साथ सहसंयोजी रूप से बंध सकता है, दोनों अपने इलेक्ट्रॉनों को अपने गोले भरने के लिए साझा करते हैं।

एक आयोनिक बंध अलग तरह से काम करता है। सोडियम जैसे कुछ परमाणुओं के बाहरी कोश में एक या बहुत कम इलेक्ट्रॉन होते हैं। क्लोरीन जैसे अन्य परमाणुओं में बाहरी कोश होते हैं जिन्हें पूर्ण कोश के लिए बस एक और इलेक्ट्रॉन की आवश्यकता होती है। उस पहले परमाणु में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन उस दूसरे कोश को भरने के लिए दूसरे में स्थानांतरित हो सकता है।

हालाँकि, चुनाव हारने और पाने की प्रक्रिया नाभिक में आवेश और से आवेश के बीच असंतुलन पैदा करती है इलेक्ट्रॉन, परिणामी परमाणु को एक शुद्ध धनात्मक आवेश देते हैं (जब एक इलेक्ट्रॉन खो जाता है) या एक शुद्ध ऋणात्मक आवेश (जब कोई होता है) हासिल किया)। इन आवेशित परमाणुओं को आयन कहा जाता है, और विपरीत आवेशित आयनों को एक आयनिक बंधन और विद्युत रूप से तटस्थ अणु, जैसे NaCl, या सोडियम क्लोराइड बनाने के लिए एक साथ आकर्षित किया जा सकता है।

ध्यान दें कि आयन बनने पर "क्लोरीन" कैसे "क्लोराइड" में बदल जाता है।

आम नमक (सोडियम क्लोराइड) जैसे अणुओं को एक साथ रखने वाले आयनिक बंधन कुछ परिस्थितियों में अलग हो सकते हैं। एक उदाहरण है जब वे पानी में घुला हुआ; अणु अपने घटक आयनों में "पृथक" हो जाते हैं, जो उन्हें उनकी आवेशित अवस्था में लौटा देता है।

यदि अणुओं को उच्च तापमान पर पिघलाया जाता है, तो आयनिक बंधन भी टूट सकते हैं, जिसका प्रभाव पिघले हुए अवस्था में रहने पर समान होता है।

तथ्य यह है कि इनमें से कोई भी प्रक्रिया आवेशित आयनों के संग्रह की ओर ले जाती है, आयनिक यौगिकों की विद्युत चालकता के लिए केंद्रीय है। अपने बंधित, ठोस अवस्था में, नमक जैसे अणु बिजली का संचालन नहीं करते हैं। लेकिन जब वे किसी घोल में या पिघलने से अलग हो जाते हैं, तो वे कर सकते हैं एक करंट ले जाना। ऐसा इसलिए है क्योंकि इलेक्ट्रॉन पानी के माध्यम से स्वतंत्र रूप से नहीं चल सकते हैं (उसी तरह वे एक प्रवाहकीय तार में करते हैं), लेकिन आयन स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं।

एक समाधान के लिए एक वर्तमान लागू करने के लिए, दो इलेक्ट्रोड तरल में डाले जाते हैं, दोनों एक बैटरी या चार्ज के स्रोत से जुड़े होते हैं। धनावेशित इलेक्ट्रोड को एनोड कहा जाता है, और ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड को कैथोड कहा जाता है। बैटरी इलेक्ट्रोड को चार्ज भेजती है (अधिक पारंपरिक तरीके से इलेक्ट्रॉनों को ए. के माध्यम से आगे बढ़ना शामिल है) ठोस प्रवाहकीय सामग्री), और वे तरल में आवेश के अलग-अलग स्रोत बन जाते हैं, जिससे विद्युत उत्पन्न होती है मैदान।

विलयन में मौजूद आयन अपने आवेश के अनुसार इस विद्युत क्षेत्र पर प्रतिक्रिया करते हैं। धनावेशित आयन (नमक के घोल में सोडियम) कैथोड की ओर आकर्षित होते हैं और ऋणात्मक आवेशित आयन (नमक के घोल में क्लोराइड आयन) एनोड की ओर आकर्षित होते हैं। आवेशित कणों की यह गति होती है a विद्युत प्रवाह, क्योंकि करंट केवल आवेश की गति है।

जब आयन अपने संबंधित इलेक्ट्रोड तक पहुंच जाते हैं, तो वे या तो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं या खो देते हैं ताकि वे अपनी मूल स्थिति में वापस आ सकें। पृथक नमक के लिए, धनावेशित सोडियम आयन कैथोड पर एकत्रित होते हैं और इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रॉनों को उठाते हैं, इसे मौलिक सोडियम के रूप में छोड़ देते हैं।

उसी समय, क्लोराइड आयन एनोड पर अपना "अतिरिक्त" इलेक्ट्रॉन खो देते हैं, सर्किट को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रॉनों को भेजते हैं। यह प्रक्रिया इसलिए है कि आयनिक यौगिक पानी में बिजली का संचालन करते हैं।