Innhold
- Forbindelser med sterk konduktivitet
- Forbindelser med svak konduktivitet
- Ikke-ledende forbindelser
- Konduktivitet av metaller
Forbindelser som leder en strøm holdes sammen av elektrostatiske krefter eller attraksjon. De inneholder et positivt ladet atom eller molekyl, kalt et kation, og et negativt ladet atom eller molekyl, kalt et anion. I deres faste tilstand leder disse forbindelsene ikke strøm, men når de er oppløst i vann, dissoserer ionene og kan lede strøm. Når høye temperaturer blir flytende, begynner kationene og anionene å strømme og kan lede strøm selv i fravær av vann. Ikke-ioniske forbindelser, eller forbindelser som ikke dissosierer seg til ioner, leder ikke strøm. Du kan konstruere en enkel krets med en lyspære som en indikator for å teste ledningsevnen til vandige forbindelser. Testforbindelsen i dette oppsettet vil fullføre kretsen og slå på lyspæren hvis den kan lede strøm.
Forbindelser med sterk konduktivitet
Den enkleste måten å bestemme om en forbindelse kan lede en strøm er å identifisere molekylstrukturen eller sammensetningen. Forbindelser med sterk konduktivitet dissosierer seg fullstendig i ladede atomer eller molekyler eller ioner når de blir oppløst i vann. Disse ionene kan bevege seg og føre en strøm effektivt. Jo høyere konsentrasjon av ioner, jo større er konduktiviteten. Bordsalt, eller natriumklorid, er et eksempel på en forbindelse med sterk konduktivitet. Den dissosierer til positivt ladet natrium og negativt ladede klorioner i vann. Ammoniumsulfat, kalsiumklorid, saltsyre, natriumhydroksyd, natriumfosfat og sinknitrat er andre eksempler på forbindelser med sterk ledningsevne, også kjent som sterke elektrolytter.Sterke elektrolytter har en tendens til å være uorganiske forbindelser, noe som betyr at de mangler karbonatomer. Organiske forbindelser, eller karbonholdige forbindelser, er ofte svake elektrolytter eller er ikke-ledende.
Forbindelser med svak konduktivitet
Forbindelser som bare delvis dissosieres i vann er svake elektrolytter og dårlige ledere av en elektrisk strøm. Eddiksyre, forbindelsen som er tilstede i eddik, er en svak elektrolytt fordi den bare dissosieres i vann. Ammoniumhydroksyd er et annet eksempel på en forbindelse med svak ledningsevne. Når andre løsningsmidler enn vann brukes, endres den ioniske dissosiasjonen, og derfor evnen til å føre strøm,. Ionisering av svake elektrolytter øker vanligvis med økning i temperatur. For å sammenligne konduktiviteten til forskjellige forbindelser i vann, bruker forskere spesifikk konduktans. Den spesifikke konduktansen er et mål på konduktiviteten til en forbindelse i vann ved en spesifikk temperatur, vanligvis 25 grader Celsius. Spesifikk konduktans måles i enheter på siemens eller microsiemens per centimeter. Graden av vannforurensning kan bestemmes ved å måle den spesifikke konduktansen, fordi forurenset vann inneholder flere ioner og kan gi mer konduktans.
Ikke-ledende forbindelser
Forbindelser som ikke produserer ioner i vann, kan ikke lede elektrisk strøm. Sukker, eller sukrose, er et eksempel på en forbindelse som løses opp i vann, men som ikke produserer ioner. De oppløste sukrosemolekylene er omgitt av klynger av vannmolekyler og sies å være hydrert, men forblir uladede. Forbindelser som ikke er oppløselige i vann, for eksempel kalsiumkarbonat, har heller ikke ledningsevne: de produserer ingen ioner. Konduktivitet krever eksistensen av ladede partikler.
Konduktivitet av metaller
Elektrisk ledningsevne krever bevegelse av ladede partikler. Når det gjelder elektrolytter eller flytende eller smeltede ioniske forbindelser, dannes positive og negativt ladede partikler og kan bevege seg rundt. I metaller er positive metallioner arrangert i en stiv gitter eller krystallstruktur som ikke kan bevege seg. Men de positive metallatomene er omgitt av skyer av elektroner som er frie til å streife rundt og kan føre en elektrisk strøm. En temperaturøkning forårsaker en reduksjon i elektrisk ledningsevne, som står i kontrast til økningen i ledningsevne av elektrolytter under lignende omstendigheter.