วิธีการกำหนดค่าการนำไฟฟ้าในสารประกอบ

สารประกอบที่นำกระแสจะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงไฟฟ้าสถิตหรือแรงดึงดูด ประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุบวกเรียกว่าไอออนบวก และอะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุลบเรียกว่าแอนไอออน ในสถานะของแข็ง สารประกอบเหล่านี้จะไม่นำไฟฟ้า แต่เมื่อละลายในน้ำ ไอออนจะแยกตัวออกและสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ ที่อุณหภูมิสูง เมื่อสารประกอบเหล่านี้กลายเป็นของเหลว ไพเพอร์และแอนไอออนจะเริ่มไหลและสามารถนำไฟฟ้าได้แม้ในกรณีที่ไม่มีน้ำ สารประกอบที่ไม่ใช่ไอออนิกหรือสารประกอบที่ไม่แยกตัวเป็นไอออน จะไม่นำกระแส คุณสามารถสร้างวงจรง่ายๆ โดยใช้หลอดไฟเป็นตัวบ่งชี้เพื่อทดสอบค่าการนำไฟฟ้าของสารประกอบที่เป็นน้ำ สารประกอบทดสอบในการตั้งค่านี้จะทำให้วงจรสมบูรณ์และเปิดหลอดไฟหากสามารถนำกระแสไฟฟ้าได้

วิธีที่ง่ายที่สุดในการพิจารณาว่าสารประกอบสามารถนำกระแสได้หรือไม่คือการระบุโครงสร้างโมเลกุลหรือองค์ประกอบ สารประกอบที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงจะแยกตัวออกเป็นอะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุ หรือไอออนอย่างสมบูรณ์เมื่อละลายในน้ำ ไอออนเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่และนำกระแสได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยิ่งความเข้มข้นของไอออนมากเท่าใด ค่าการนำไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ เป็นตัวอย่างหนึ่งของสารประกอบที่มีความนำไฟฟ้าสูง มันแยกตัวออกเป็นโซเดียมที่มีประจุบวกและคลอรีนไอออนที่มีประจุลบในน้ำ แอมโมเนียมซัลเฟต แคลเซียมคลอไรด์ กรดไฮโดรคลอริก โซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมฟอสเฟต และซิงค์ไนเตรตเป็นตัวอย่างอื่นๆ ของสารประกอบที่มีความนำไฟฟ้าแรงสูง หรือที่เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ที่แรง อิเล็กโทรไลต์ที่แรงมักจะเป็นสารประกอบอนินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าไม่มีอะตอมของคาร์บอน สารประกอบอินทรีย์หรือสารประกอบที่มีคาร์บอนมักเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อนหรือไม่นำไฟฟ้า

สารประกอบที่แยกตัวออกจากน้ำเพียงบางส่วนเท่านั้นคืออิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอและตัวนำกระแสไฟฟ้าที่ไม่ดี กรดอะซิติก สารประกอบที่มีอยู่ในน้ำส้มสายชูเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอเพราะจะแยกตัวออกจากน้ำเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของสารประกอบที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ เมื่อใช้ตัวทำละลายอื่นที่ไม่ใช่น้ำ การแยกตัวของไอออนิก และความสามารถในการนำกระแสไฟจะเปลี่ยนไป อิออไนเซชันของอิเล็กโทรไลต์อ่อนมักจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เพื่อเปรียบเทียบค่าการนำไฟฟ้าของสารประกอบต่างๆ ในน้ำ นักวิทยาศาสตร์ใช้ค่าการนำไฟฟ้าเฉพาะ ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะคือการวัดค่าการนำไฟฟ้าของสารประกอบในน้ำที่อุณหภูมิจำเพาะ โดยปกติคือ 25 องศาเซลเซียส ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะวัดเป็นหน่วยซีเมนส์หรือไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร ระดับของมลพิษทางน้ำสามารถกำหนดได้โดยการวัดค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ เนื่องจากน้ำที่ปนเปื้อนมีไอออนมากกว่าและสามารถสร้างค่าการนำไฟฟ้าได้มากขึ้น

สารประกอบที่ไม่ก่อให้เกิดไอออนในน้ำไม่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ น้ำตาลหรือซูโครสเป็นตัวอย่างของสารประกอบที่ละลายในน้ำแต่ไม่ผลิตไอออน โมเลกุลของซูโครสที่ละลายน้ำถูกล้อมรอบด้วยกลุ่มของโมเลกุลของน้ำและได้รับการกล่าวขานว่าเป็น 'ไฮเดรต' แต่ยังคงไม่มีประจุ สารประกอบที่ไม่ละลายในน้ำ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต ก็ไม่มีการนำไฟฟ้าเช่นกัน โดยจะไม่ผลิตไอออน การนำไฟฟ้าจำเป็นต้องมีการมีอยู่ของอนุภาคที่มีประจุ

การนำไฟฟ้าต้องการการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ ในกรณีของอิเล็กโทรไลต์หรือสารประกอบไอออนิกที่เป็นของเหลวหรือหลอมเหลว อนุภาคที่มีประจุบวกและลบจะถูกสร้างขึ้นและสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้ ในโลหะ อิออนของโลหะที่เป็นบวกจะถูกจัดเรียงในโครงตาข่ายแข็งหรือโครงสร้างผลึกที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ แต่อะตอมของโลหะที่เป็นบวกนั้นล้อมรอบด้วยเมฆของอิเล็กตรอนที่สามารถเดินเตร่ไปมาได้อย่างอิสระและสามารถพากระแสไฟฟ้าได้ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้ค่าการนำไฟฟ้าลดลง ซึ่งตรงกันข้ามกับค่าการนำไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นโดยอิเล็กโทรไลต์ในสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกัน