Как определить проводимость в соединениях

Соединения, которые проводят ток, удерживаются вместе за счет электростатических сил или притяжения. Они содержат положительно заряженный атом или молекулу, называемые катионом, и отрицательно заряженные атом или молекулу, называемые анионом. В твердом состоянии эти соединения не проводят электричество, но при растворении в воде ионы диссоциируют и могут проводить ток. При высоких температурах, когда эти соединения становятся жидкими, катионы и анионы начинают течь и могут проводить электричество даже в отсутствие воды. Неионные соединения или соединения, которые не диссоциируют на ионы, не проводят ток. Вы можете построить простую схему с лампочкой в ​​качестве индикатора для проверки проводимости водных соединений. Тестовое соединение в этой установке замкнет цепь и включит лампочку, если она может проводить ток.

Самый простой способ определить, может ли соединение проводить ток, - это определить его молекулярную структуру или состав. Соединения с высокой проводимостью полностью диссоциируют на заряженные атомы, молекулы или ионы при растворении в воде. Эти ионы могут эффективно перемещаться и переносить ток. Чем выше концентрация ионов, тем выше проводимость. Поваренная соль или хлорид натрия является примером соединения с высокой проводимостью. Он диссоциирует в воде на положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы хлора. Сульфат аммония, хлорид кальция, соляная кислота, гидроксид натрия, фосфат натрия и нитрат цинка - другие примеры соединений с высокой проводимостью, также известных как сильные электролиты. Сильные электролиты, как правило, представляют собой неорганические соединения, а это означает, что в них отсутствуют атомы углерода. Органические соединения или углеродсодержащие соединения часто являются слабыми электролитами или не проводят ток.

Соединения, которые лишь частично диссоциируют в воде, являются слабыми электролитами и плохо проводят электрический ток. Уксусная кислота, соединение, присутствующее в уксусе, является слабым электролитом, потому что в воде она слабо диссоциирует. Гидроксид аммония - еще один пример соединения со слабой проводимостью. Когда используются растворители, отличные от воды, ионная диссоциация и, следовательно, способность проводить ток изменяется. Ионизация слабых электролитов обычно увеличивается с повышением температуры. Чтобы сравнить проводимость различных соединений в воде, ученые используют удельную проводимость. Удельная проводимость - это мера проводимости соединения в воде при определенной температуре, обычно 25 градусов Цельсия. Удельная проводимость измеряется в сименсах или микросименсах на сантиметр. Степень загрязнения воды можно определить путем измерения удельной проводимости, поскольку загрязненная вода содержит больше ионов и может генерировать большую проводимость.

Соединения, не образующие ионы в воде, не могут проводить электрический ток. Сахар или сахароза - это пример соединения, которое растворяется в воде, но не производит ионы. Растворенные молекулы сахарозы окружены кластерами молекул воды и, как говорят, «гидратированы», но остаются незаряженными. Соединения, не растворимые в воде, такие как карбонат кальция, также не обладают проводимостью: они не производят ионы. Проводимость требует наличия заряженных частиц.

Электропроводность требует движения заряженных частиц. В случае электролитов, сжиженных или расплавленных ионных соединений генерируются положительно и отрицательно заряженные частицы, которые могут перемещаться. В металлах положительные ионы металлов расположены в жесткой решетке или кристаллической структуре, которая не может двигаться. Но положительные атомы металла окружены облаками электронов, которые могут свободно перемещаться и переносить электрический ток. Повышение температуры вызывает снижение электропроводности, которое контрастирует с увеличением проводимости электролитами при аналогичных обстоятельствах.