Sadržaj
- TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
- Ionski spojevi
- Ionski spojevi u vodi
- Koncentracija neke tvari
- Električna provodljivost
- Vodljivost i koncentracija
Kada pogledate šalicu slane vode, možda ne biste zamislili da ona ima potencijal za provođenje struje - ali jest! Odnos ionske otopine poput slane vode i njezine vodljivosti ovisi o koncentraciji i sposobnosti nabijenih čestica da se slobodno kreću u otopini.
TL; DR (Predugo; nisam pročitao)
Otopine koje sadrže otopljene soli provode elektricitet jer oslobađaju napunjene čestice u otopini koja je sposobna da nosi električnu struju. Općenito, vodljivost otopina soli raste kako se povećava količina otopljene soli. Međutim, točno povećanje vodljivosti komplicirano je odnosom koncentracije soli i pokretljivosti njenih nabijenih čestica.
Ionski spojevi
Za kemičara kemijski naziv "sol" odnosi se na više od jednostavne stolne soli. Kao klasa spojeva, soli su kemikalije koje se sastoje od metala i nemetala. Metal pretpostavlja pozitivan naboj i kation je, dok nemetal preuzima negativan naboj i anion. Kemičari se odnose na takve soli kao ionske spojeve. Elektrostatičke interakcije, koje se jednostavno odnose na privlačne sile između metala koji se nalaze u suprotnom naboju i nemetala, drže ionske spojeve zajedno kao čvrste tvari.
Ionski spojevi u vodi
Neki jonski spojevi su topljivi u vodi, što znači da se otapaju u vodi. Kada se ovi spojevi otope, disociraju se ili probijaju u odgovarajuće ione. Stolna sol, koja se naziva i natrijev klorid i skraćeno NaCl, disocira na natrijeve (Na) ione i kloridne (Cl) ione. Ne otapa se svaki ionski spoj u vodi. Smjernice o topljivosti pružaju kemičarima i studentima opće razumijevanje koji će se spojevi otapati, a koji spojevi ne otapati.
Koncentracija neke tvari
U osnovnom smislu, koncentracija se jednostavno odnosi na količinu tvari otopljene u određenoj količini vode. Znanstvenici koriste različite jedinice za određivanje koncentracije, kao što su molarnost, normalnost, masni postotak i dijelovi na milijun. Točna jedinica koncentracije ipak je sekundarna prema općem načelu da veća koncentracija znači veću količinu otopljene soli po jedinici volumena.
Električna provodljivost
Mnogi se čude kad saznaju da je čista voda zapravo loš provodnik električne energije. Relevantan pojam u prethodnoj izjavi je "čist". Gotovo svaka voda iz prirodnog izvora vode poput rijeke, jezera ili oceana djelovat će kao provodnik jer sadrži otopljene soli.
Dobri vodiči omogućuju lak i neprekidan protok električne struje. Općenito, dobar dirigent posjeduje nabijene čestice koje su relativno pokretne (slobodno se kreću). U slučaju soli otopljenih u vodi, ioni predstavljaju nabijene čestice s relativno velikom pokretljivošću.
Vodljivost i koncentracija
Vodljivost otopine ovisi o broju nosača naboja (koncentracije iona), mobilnosti nosača naboja i njihovog naboja. Teoretski, vodljivost bi trebala biti povećana u izravnom odnosu s koncentracijom. To znači da ako se koncentracija natrijevog klorida, na primjer, u otopini, udvostruči, provodljivost bi također trebala biti udvostručena. U praksi to ne vrijedi. Koncentracija i pokretljivost iona nisu neovisna svojstva. Kako koncentracija iona raste povećava se njegova pokretljivost. Kao posljedica toga, vodljivost se linearno povećava u odnosu na četvrtasti korijen koncentracije umjesto u izravnom omjeru.