Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Sådan bestemmes ledningsevne i forbindelser

Forbindelser, der udfører en strøm, holdes sammen ved elektrostatiske kræfter eller tiltrækning. De indeholder et positivt ladet atom eller molekyle kaldet en kation og et negativt ladet atom eller molekyle kaldet en anion. I deres faste tilstand udfører disse forbindelser ikke elektricitet, men når de opløses i vand adskiller ionerne sig og kan udføre en strøm. Ved høje temperaturer, når disse forbindelser bliver flydende, begynder kationerne og anionerne at strømme og kan lede elektricitet selv i mangel af vand. Ikke-ioniske forbindelser eller forbindelser, der ikke adskiller sig i ioner, må ikke udføre en strøm. Du kan konstruere et simpelt kredsløb med en pære som en indikator for at teste konduktiviteten af ​​vandige forbindelser. Testforbindelsen i denne opsætning fuldfører kredsløbet og tænder lyspæren, hvis den kan udføre en strøm.

Forbindelser med stærk ledningsevne

Den nemmeste måde at afgøre, om en forbindelse kan føre en Nuværende er at identificere dens molekylære struktur eller sammensætning. Forbindelser med stærk ledningsevne dissocierer fuldstændigt i ladede atomer eller molekyler eller ioner, når de opløses i vand. Disse ioner kan flytte og bære en strøm effektivt. Jo højere koncentration af ioner, desto større er konduktiviteten. Bordsalt eller natriumchlorid er et eksempel på en forbindelse med stærk ledningsevne. Det dissocierer til positivt ladede natrium og negativt ladede klorioner i vand. Ammoniumsulfat, calciumchlorid, saltsyre, natriumhydroxid, natriumphosphat og zinknitrat er andre eksempler på forbindelser med stærk ledningsevne, også kendt som stærke elektrolytter. Sterke elektrolytter har tendens til at være uorganiske forbindelser, hvilket betyder at de mangler carbonatomer. Organiske forbindelser eller carbonholdige forbindelser er ofte svage elektrolytter eller er ikke ledende.

Forbindelser med svag ledningsevne

Forbindelser, der kun delvis deles i vand, er svage elektrolytter og dårlige ledere af en elektrisk strøm . Eddikesyre, forbindelsen til stede i eddike, er en svag elektrolyt, fordi den kun dissocierer lidt i vand. Ammoniumhydroxid er et andet eksempel på en forbindelse med svag ledningsevne. Når andre opløsningsmidler end vand anvendes, ændres den ioniske dissociation og dermed evnen til at bære strøm. Ionisering af svage elektrolytter stiger normalt med stigninger i temperatur. For at sammenligne ledningsevnen af ​​forskellige forbindelser i vand bruger forskerne specifik konduktans. Den specifikke konduktans er et mål for konduktiviteten af ​​en forbindelse i vand ved en bestemt temperatur, sædvanligvis 25 grader Celsius. Specifik konduktans er målt i enheder af siemens eller mikrosiemener pr. Centimeter. Graden af ​​vandforurening kan bestemmes ved at måle den specifikke konduktans, fordi forurenet vand indeholder flere ioner og kan danne mere konduktivitet.

Ikke-ledende forbindelser

Forbindelser, der ikke producerer ioner i vand, kan ikke Udfør en elektrisk strøm. Sukker eller saccharose er et eksempel på en forbindelse, som opløses i vand, men producerer ikke ioner. De opløste saccharose molekyler er omgivet af vandmolekylers klynger og siges at være "hydreret", men forbliver uladede. Forbindelser, der ikke er opløselige i vand, såsom calciumcarbonat, har heller ikke ledningsevne: de producerer ingen ioner. Ledningsevne kræver eksistensen af ​​ladede partikler.

Ledningsevne af metaller

Elektrisk ledningsevne kræver bevægelse af ladede partikler. I tilfælde af elektrolytter eller flydende eller smeltede ionforbindelser genereres positive og negativt ladede partikler og kan bevæge sig rundt. I metaller er positive metalioner arrangeret i en stiv gitter eller krystalstruktur, der ikke kan bevæge sig. Men de positive metalatomer er omgivet af elektroner, der er fri til at strejfe rundt og kan bære en elektrisk strøm. En stigning i temperaturen medfører et fald i elektrisk ledningsevne, hvilket står i kontrast til øget ledningsevne ved elektrolytter under lignende omstændigheder.

Klik for at udvide hele teksten