Ledningsevne Vs. Koncentration

Når man ser på en kop saltvand, kan man måske ikke forestille sig, at det har potentiale til at føre elektricitet - men det gør det! Forholdet mellem en ionisk opløsning som saltvand og dets ledningsevne er en funktion af dens koncentration og dets ladede partiers evne til at bevæge sig frit i opløsningen.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Løsninger, der indeholder opløste salte, udfører elektricitet, fordi de frigiver ladede partikler i opløsning, der er i stand til at transportere en elektrisk strøm. Generelt øges ledningsevnen af ​​saltopløsninger, da mængden af ​​opløst salt stiger. Den nøjagtige stigning i ledningsevne kompliceres imidlertid af forholdet mellem saltets koncentration og mobiliteten af ​​dets ladede partikler.

Ioniske forbindelser

Til en kemiker betyder udtrykket "salt" henviser til mere end simpelt bordsalt. Som en klasse af forbindelser er salte kemikalier bestående af et metal og en nonmetal. Metallet antager en positiv ladning og er en kation, mens nonmetalen antager en negativ ladning og er en anion. Kemister henviser til sådanne salte som ioniske forbindelser. Elektrostatiske interaktioner, som blot refererer til de attraktive kræfter mellem det modsatte ladede metal og ikke-metalholdige, holder ioniske forbindelser sammen som faste stoffer.

Joniske forbindelser i vand

Nogle ioniske forbindelser er vandopløselige, hvilket betyder at de opløses i vand. Når disse forbindelser opløses, dissocieres de eller brydes ind i deres respektive ioner. Bordsalt, også kaldet natriumchlorid og forkortet NaCI, dissocieres i natrium (Na) ioner og chlorid (Cl) ioner. Ikke alle ioniske forbindelser opløses i vand. Opløselighedsretningslinjer giver kemikere og elever en generel forståelse for, hvilke forbindelser der vil opløses, og hvilke forbindelser der ikke opløses.

Koncentration af et stof

Basis henviser koncentration kun til mængden af ​​stof opløst i en given mængde vand. Forskere bruger forskellige enheder til specificering af koncentration, såsom molaritet, normalitet, masseprocent og dele pr. Million. Den nøjagtige koncentrationsenhed går dog sekundært til det generelle princip, at højere koncentration betyder en større mængde opløst salt pr. Volumen.

Elektrisk ledningsevne

Mange mennesker er overraskede over at lære det rene vand er faktisk en dårlig elektricitetsleder. Det relevante udtryk i den foregående sætning er "rent". Næsten alt vand fra en naturlig vandkilde som en flod, en sø eller et hav vil fungere som en dirigent, fordi den indeholder opløste salte.

Gode ledere gør det let , vedvarende strøm af elektrisk strøm. Generelt har en god leder ledede partikler, der er relativt mobile (fri til at bevæge sig). I tilfælde af salte opløst i vand repræsenterer ioner ladede partikler med relativt høj mobilitet.

Ledningsevne og koncentration

En opløsnings konduktivitet afhænger af antallet af ladningsbærere (koncentrationerne af ionerne), transportørernes mobilitet og deres afgift. Teoretisk skal ledningsevnen øges i direkte forhold til koncentrationen. Dette indebærer, at hvis koncentrationen af ​​natriumchlorid, for eksempel i en opløsning fordobles, skal ledningsevnen også fordobles. I praksis virker dette ikke sandt. Ionernes koncentration og mobilitet er ikke uafhængige egenskaber. Når koncentrationen af ​​en ion stiger, falder dens mobilitet. Som konsekvens heraf øges ledningsevnen lineært i forhold til kvadratroden af ​​koncentration i stedet for i direkte forhold.