Περιεχόμενο
- Ενώσεις με ισχυρή αγωγιμότητα
- Ενώσεις με αδύναμη αγωγιμότητα
- Μη αγώγιμες ενώσεις
- Αγωγιμότητα των μετάλλων
Οι ενώσεις που διεξάγουν ένα ρεύμα συγκρατούνται μαζί με ηλεκτροστατικές δυνάμεις ή έλξη. Περιέχουν ένα θετικά φορτισμένο άτομο ή μόριο, που ονομάζεται κατιόν, και ένα αρνητικά φορτισμένο άτομο ή μόριο, που ονομάζεται ανιόν. Στη στερεά τους κατάσταση, αυτές οι ενώσεις δεν εκτελούν ηλεκτρική ενέργεια, αλλά όταν διαλύονται σε νερό, τα ιόντα διαχωρίζονται και μπορούν να διεξάγουν ρεύμα. Σε υψηλές θερμοκρασίες, όταν αυτές οι ενώσεις γίνονται υγρές, τα κατιόντα και τα ανιόντα αρχίζουν να ρέουν και μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια ακόμη και εν απουσία νερού. Οι μη ιοντικές ενώσεις ή οι ενώσεις που δεν διαχωρίζονται σε ιόντα δεν εκτελούν ρεύμα. Μπορείτε να κατασκευάσετε ένα απλό κύκλωμα με έναν λαμπτήρα ως δείκτη για να ελέγξετε την αγωγιμότητα των υδατικών ενώσεων. Η δοκιμαστική ένωση σε αυτή τη ρύθμιση θα ολοκληρώσει το κύκλωμα και θα ενεργοποιήσει τη λάμπα εάν μπορεί να πραγματοποιήσει ρεύμα.
Ενώσεις με ισχυρή αγωγιμότητα
Ο ευκολότερος τρόπος για να προσδιοριστεί αν μια ένωση μπορεί να πραγματοποιήσει ρεύμα είναι να προσδιορίσει τη μοριακή δομή ή τη σύνθεσή της. Οι ενώσεις με ισχυρή αγωγιμότητα διαχωρίζονται πλήρως σε φορτισμένα άτομα ή μόρια ή ιόντα, όταν διαλύονται σε νερό. Αυτά τα ιόντα μπορούν να κινηθούν και να μεταφέρουν ένα ρεύμα αποτελεσματικά. Όσο μεγαλύτερη είναι η συγκέντρωση των ιόντων, τόσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα. Το επιτραπέζιο άλας ή το χλωριούχο νάτριο είναι ένα παράδειγμα μιας ένωσης με ισχυρή αγωγιμότητα. Διασπορά σε θετικά φορτισμένα ιόντα χλωρίου και νατρίου αρνητικά φορτισμένα σε νερό. Θειικό αμμώνιο, χλωριούχο ασβέστιο, υδροχλωρικό οξύ, υδροξείδιο του νατρίου, φωσφορικό νάτριο και νιτρικό ψευδάργυρο είναι άλλα παραδείγματα ενώσεων με ισχυρή αγωγιμότητα, επίσης γνωστές ως ισχυροί ηλεκτρολύτες.Οι ισχυροί ηλεκτρολύτες τείνουν να είναι ανόργανες ενώσεις, πράγμα που σημαίνει ότι δεν διαθέτουν άτομα άνθρακα. Οι οργανικές ενώσεις ή οι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα είναι συχνά αδύναμοι ηλεκτρολύτες ή είναι μη αγώγιμοι.
Ενώσεις με αδύναμη αγωγιμότητα
Ενώσεις που διαχωρίζονται μόνο εν μέρει στο νερό είναι αδύναμοι ηλεκτρολύτες και κακοί αγωγοί ηλεκτρικού ρεύματος. Το οξικό οξύ, η ένωση που υπάρχει στο ξύδι, είναι ένας ασθενής ηλεκτρολύτης επειδή διασπάται μόνο ελαφρά στο νερό. Το υδροξείδιο του αμμωνίου είναι ένα άλλο παράδειγμα μιας ένωσης με αδύναμη αγωγιμότητα. Όταν χρησιμοποιούνται διαλύτες διαφορετικοί από το νερό, αλλάζει η ιοντική διάσταση και επομένως η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος. Ο ιονισμός των ασθενών ηλεκτρολυτών συνήθως αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Για να συγκρίνουμε την αγωγιμότητα διαφορετικών ενώσεων στο νερό, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν συγκεκριμένη αγωγιμότητα. Η ειδική αγωγιμότητα είναι ένα μέτρο της αγωγιμότητας μιας ένωσης σε νερό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, συνήθως 25 βαθμούς Κελσίου. Η ειδική αγωγιμότητα μετράται σε μονάδες siemens ή microsiemens ανά εκατοστόμετρο. Ο βαθμός μόλυνσης των υδάτων μπορεί να προσδιοριστεί με τη μέτρηση της συγκεκριμένης αγωγιμότητας, επειδή το μολυσμένο νερό περιέχει περισσότερα ιόντα και το κουτί μπορεί να παράγει περισσότερη αγωγιμότητα.
Μη αγώγιμες ενώσεις
Ενώσεις που δεν παράγουν ιόντα στο νερό δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν ηλεκτρικό ρεύμα. Η ζάχαρη ή η σακχαρόζη είναι ένα παράδειγμα μιας ένωσης που διαλύεται στο νερό αλλά δεν παράγει ιόντα. Τα διαλελυμένα μόρια σακχαρόζης περιβάλλονται από συστάδες μορίων νερού και λέγεται ότι είναι ενυδατωμένα αλλά παραμένουν αφόρτιστα. Οι ενώσεις που δεν είναι διαλυτές στο νερό, όπως το ανθρακικό ασβέστιο, επίσης δεν έχουν αγωγιμότητα: δεν παράγουν ιόντα. Η αγωγιμότητα απαιτεί την ύπαρξη φορτισμένων σωματιδίων.
Αγωγιμότητα των μετάλλων
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα απαιτεί την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων. Στην περίπτωση ηλεκτρολυτών ή υγροποιημένων ή τετηγμένων ιοντικών ενώσεων δημιουργούνται θετικά και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια και μπορούν να κινηθούν. Στα μέταλλα, θετικά μεταλλικά ιόντα είναι διατεταγμένα σε ένα άκαμπτο πλέγμα ή κρυσταλλική δομή που δεν μπορεί να κινηθεί. Αλλά τα θετικά άτομα μετάλλων περιβάλλονται από σύννεφα ηλεκτρονίων που είναι ελεύθερα να περιπλανηθούν και να φέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί μείωση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας, η οποία έρχεται σε αντίθεση με την αύξηση της αγωγιμότητας από ηλεκτρολύτες υπό παρόμοιες συνθήκες.