Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Ioniske forbindelser
- Ioniske forbindelser i vann
- Konsentrasjon av et stoff
- Elektrisk Strømføringsevne
- Konduktivitet og konsentrasjon
Når du ser på en kopp salt vann, kan du ikke forestille deg at den har potensial til å lede strøm, men det gjør det! Forholdet mellom en ionisk løsning som saltvann og dens ledningsevne er en funksjon av dens konsentrasjon og evnen til de ladede partiklene til å bevege seg fritt i løsningen.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Løsninger som inneholder oppløste salter leder strøm fordi de frigjør ladede partikler til løsning som er i stand til å føre en elektrisk strøm. Generelt øker konduktiviteten til saltløsninger når mengden av oppløst salt øker. Den nøyaktige økningen i ledningsevne er imidlertid komplisert av forholdet mellom konsentrasjonen av saltet og mobiliteten til det ladede partikler.
Ioniske forbindelser
For en kjemiker refererer begrepet "salt" til mer enn enkelt bordsalt. Som en klasse av forbindelser er salter kjemikalier som består av et metall og et ikke-metallisk. Metallet antar en positiv ladning og er et kation mens det ikke-metallet antar en negativ ladning og er et anion. Kjemikere refererer til slike salter som ioniske forbindelser. Elektrostatisk interaksjon, som ganske enkelt refererer til de attraktive kreftene mellom det motsatt ladede metall og ikke-metalliske, holder ioniske forbindelser sammen som faste stoffer.
Ioniske forbindelser i vann
Noen ioniske forbindelser er vannløselige, noe som betyr at de oppløses i vann. Når disse forbindelsene oppløses, dissosierer de eller bryter inn i sine respektive ioner. Bordsalt, også kalt natriumklorid og forkortet NaCl, dissosierer til natrium (Na) -ioner og klorid (Cl) -ioner. Ikke alle ioniske forbindelser løses opp i vann. Retningslinjer for løselighet gir kjemikere og studenter en generell forståelse av hvilke forbindelser som vil oppløses og hvilke forbindelser som ikke vil oppløses.
Konsentrasjon av et stoff
I grunnleggende termer refererer konsentrasjon ganske enkelt til mengden stoff som er oppløst i en gitt mengde vann. Forskere bruker forskjellige enheter for å spesifisere konsentrasjon, for eksempel molaritet, normalitet, masseprosent og deler per million. Den eksakte konsentrasjonsenheten er imidlertid sekundær for det generelle prinsippet at høyere konsentrasjon betyr en større mengde oppløst salt per volumenhet.
Elektrisk Strømføringsevne
Mange mennesker er overrasket over å vite at rent vann faktisk er en dårlig leder av elektrisitet. Det relevante uttrykket i forrige utsagn er “rent.” Stort sett alt vann fra en naturlig vannkilde som en elv, innsjø eller hav vil fungere som en leder fordi det inneholder oppløste salter.
Gode ledere muliggjør lett, vedvarende strøm av elektrisk strøm. Generelt sett har en god leder ladede partikler som er relativt mobile (frie å bevege seg). Når det gjelder salter oppløst i vann, representerer ionene ladede partikler med relativt høy mobilitet.
Konduktivitet og konsentrasjon
Konduktiviteten til en løsning avhenger av antall ladningsbærere (konsentrasjonen av ionene), mobiliteten til ladningsbærerne og deres ladning. Teoretisk sett bør ledningsevnen øke i direkte forhold til konsentrasjonen. Dette innebærer at hvis konsentrasjonen av natriumklorid, for eksempel i en løsning, dobles, bør også ledningsevnen dobles. I praksis stemmer ikke dette. Konsentrasjonen og mobiliteten til ionene er ikke uavhengige egenskaper. Når konsentrasjonen av et ion øker, reduseres mobiliteten. Som en konsekvens øker konduktiviteten lineært med hensyn til kvadratroten av konsentrasjonen i stedet for i direkte forhold.