Tuzlu su, elektriği ileten bir iyonik çözeltinin en iyi bilinen örneğidir, ancak bunun neden olduğunu anlamak, fenomen üzerinde bir ev deneyi yapmak kadar basit değildir. Bunun nedeni, iyonik bağlar ve kovalent bağlar arasındaki farkın yanı sıra ayrışmış iyonların bir elektrik alanına maruz kaldığında ne olduğunu anlamaktır.
Kısacası, iyonik bileşikler Suda elektriği iletirler çünkü yüklü iyonlara ayrılırlar ve bunlar daha sonra zıt yüklü elektrota çekilir.
İyonik Bağ vs. Kovalent Bağ
İyonik bileşiklerin elektriksel iletkenliğini daha iyi anlamak için iyonik ve kovalent bağlar arasındaki farkı bilmeniz gerekir.
Kovalent bağlar atomlar dış (değerlik) kabuklarını tamamlamak için elektronları paylaştığında oluşur. Örneğin, temel hidrojenin dış elektron kabuğunda bir "boşluk" vardır, bu nedenle her ikisi de kabuklarını doldurmak için elektronlarını paylaşarak başka bir hidrojen atomuyla kovalent olarak bağlanabilir.
bir iyonik bağ farklı çalışır. Sodyum gibi bazı atomların dış kabuklarında bir veya çok az elektron bulunur. Klor gibi diğer atomların, tam bir kabuğa sahip olmak için sadece bir elektrona daha ihtiyaç duyan dış kabukları vardır. Bu ilk atomdaki fazladan elektron, diğer kabuğu doldurmak için ikinciye aktarılabilir.
Ancak seçimleri kaybetme ve kazanma süreçleri, çekirdekteki suçlama ile merkezden gelen suçlama arasında bir dengesizlik yaratır. elektronlar, sonuçtaki atoma net bir pozitif yük (bir elektron kaybolduğunda) veya net bir negatif yük (biri olduğunda) verir. kazandı). Bu yüklü atomlara iyon denir ve zıt yüklü iyonlar, iyonik bir bağ ve NaCl veya sodyum klorür gibi elektriksel olarak nötr bir molekül oluşturmak için bir araya gelebilir.
İyon olduğunda "klorun" nasıl "klorür"e dönüştüğüne dikkat edin.
İyonik Bağların Ayrışması
Adi tuz (sodyum klorür) gibi molekülleri bir arada tutan iyonik bağlar, bazı durumlarda parçalanabilir. Bir örnek, olduklarında suda çözülmüş; moleküller, onları yüklü durumlarına geri döndüren kurucu iyonlarına "ayrışır".
İyonik bağlar, moleküller yüksek sıcaklıkta eritilirse de kırılabilir; bu, erimiş halde kaldıklarında aynı etkiye sahiptir.
Bu işlemlerden herhangi birinin yüklü iyonların toplanmasına yol açması, iyonik bileşiklerin elektriksel iletkenliğinin merkezinde yer alır. Bağlı, katı hallerinde tuz gibi moleküller elektriği iletmezler. Ancak bir çözelti içinde veya erime yoluyla ayrıştıklarında, Yapabilmek akım taşır. Bunun nedeni, elektronların suda serbestçe hareket edememeleridir (iletken bir telde olduğu gibi), ancak iyonlar serbestçe hareket edebilir.
Bir Akım Uygulandığında
Bir çözeltiye akım uygulamak için, sıvıya her ikisi de bir pile veya şarj kaynağına bağlı iki elektrot yerleştirilir. Pozitif yüklü elektrot anot, negatif yüklü elektrot ise katot olarak adlandırılır. Pil, elektrotlara şarj gönderir (daha geleneksel bir şekilde, elektronların bir katı iletken malzeme) ve sıvı içinde farklı yük kaynakları haline gelirler ve bir elektrik üretirler. alan.
Çözeltideki iyonlar bu elektrik alanına yüklerine göre tepki verirler. Pozitif yüklü iyonlar (bir tuz çözeltisindeki sodyum) katoda çekilir ve negatif yüklü iyonlar (bir tuz çözeltisindeki klorür iyonları) anoda çekilir. Yüklü parçacıkların bu hareketi bir elektrik akımıçünkü akım sadece yükün hareketidir.
İyonlar ilgili elektrotlarına ulaştığında, elemental durumlarına geri dönmek için ya elektron kazanırlar ya da kaybederler. Ayrışmış tuz için, pozitif yüklü sodyum iyonları katotta toplanır ve elektrottan elektronları alarak onu elemental sodyum olarak bırakır.
Aynı zamanda, klorür iyonları anotta "fazladan" elektronlarını kaybederek devreyi tamamlamak için elektrota elektronlar gönderir. Bu işlem, iyonik bileşiklerin suda elektriği iletmesinin nedenidir.