Hur man bestämmer konduktivitet i föreningar

Föreningar som leder en ström hålls samman av elektrostatiska krafter eller attraktion. De innehåller en positivt laddad atom eller molekyl, kallad katjon, och en negativt laddad atom eller molekyl, kallad anjon. I sitt fasta tillstånd leder dessa föreningar inte elektricitet, men när de är upplösta i vatten, dissonerar jonerna och kan leda en ström. Vid höga temperaturer, när dessa föreningar blir flytande, börjar katjonerna och anjonerna att strömma och kan leda elektricitet även i frånvaro av vatten. Nonjoniska föreningar, eller föreningar som inte dissocieras till joner, leder inte en ström. Du kan konstruera en enkel krets med en glödlampa som en indikator för att testa konduktiviteten hos vattenhaltiga föreningar. Testföreningen i denna inställning kommer att slutföra kretsen och tända lampan om den kan leda en ström.

Det enklaste sättet att avgöra om en förening kan leda en ström är att identifiera dess molekylstruktur eller komposition. Föreningar med stark konduktivitet dissocieras helt i laddade atomer eller molekyler eller joner när de löses i vatten. Dessa joner kan röra sig och bära en ström effektivt. Ju högre koncentration av joner, desto större konduktivitet. Bordsalt eller natriumklorid är ett exempel på en förening med stark konduktivitet. Det dissocieras i positivt laddat natrium och negativt laddade klorjoner i vatten. Ammoniumsulfat, kalciumklorid, saltsyra, natriumhydroxid, natriumfosfat och zinknitrat är andra exempel på föreningar med stark konduktivitet, även kända som starka elektrolyter. Starka elektrolyter tenderar att vara oorganiska föreningar, vilket innebär att de saknar kolatomer. Organiska föreningar eller kolinnehållande föreningar är ofta svaga elektrolyter eller är icke-ledande.

Föreningar som dissocierar endast delvis i vatten är svaga elektrolyter och dåliga ledare för en elektrisk ström. Ättiksyra, den förening som finns i ättika, är en svag elektrolyt eftersom den dissocierar bara något i vatten. Ammoniumhydroxid är ett annat exempel på en förening med svag ledningsförmåga. När andra lösningsmedel än vatten används ändras den joniska dissociationen och därmed förmågan att bära ström. Jonisering av svaga elektrolyter ökar vanligtvis med temperaturökningar. För att jämföra konduktiviteten hos olika föreningar i vatten använder forskare specifik konduktans. Den specifika konduktansen är ett mått på ledningsförmågan hos en förening i vatten vid en specifik temperatur, vanligtvis 25 grader Celsius. Specifik konduktans mäts i enheter av siemen eller microsiemens per centimeter. Graden av vattenförorening kan bestämmas genom att mäta den specifika konduktansen, eftersom förorenat vatten innehåller fler joner och kan generera mer konduktans.

Föreningar som inte producerar joner i vatten kan inte leda en elektrisk ström. Socker eller sackaros är ett exempel på en förening som löser sig i vatten men inte producerar joner. De upplösta sackarosmolekylerna omges av kluster av vattenmolekyler och sägs vara "hydratiserade" men förblir oladdade. Föreningar som inte är lösliga i vatten, såsom kalciumkarbonat, har inte heller ledningsförmåga: de producerar inga joner. Konduktivitet kräver att det finns laddade partiklar.

Elektrisk ledningsförmåga kräver förflyttning av laddade partiklar. När det gäller elektrolyter eller flytande eller smälta jonföreningar genereras positivt och negativt laddade partiklar som kan röra sig. I metaller är positiva metalljoner anordnade i en stel galler eller kristallstruktur som inte kan röra sig. Men de positiva metallatomerna är omgivna av moln av elektroner som är fria att ströva omkring och kan bära en elektrisk ström. En temperaturhöjning orsakar en minskning av den elektriska ledningsförmågan, vilket står i kontrast till ökningen av ledningsförmågan hos elektrolyter under liknande omständigheter.