Innehåll
- Föreningar med stark konduktivitet
- Föreningar med svag konduktivitet
- Icke ledande föreningar
- Konduktivitet av metaller
Föreningar som leder en ström hålls samman av elektrostatiska krafter eller attraktion. De innehåller en positivt laddad atom eller molekyl, kallad en katjon, och en negativt laddad atom eller molekyl, kallad en anjon. I deras fasta tillstånd leder dessa föreningar inte elektricitet, men när de löses i vatten, separeras jonerna och kan leda en ström. Vid höga temperaturer, när dessa föreningar blir flytande, börjar katjoner och anjoner strömma och kan leda elektricitet även i frånvaro av vatten. Nonjoniska föreningar eller föreningar som inte dissocieras till joner leder inte ström. Du kan konstruera en enkel krets med en glödlampa som en indikator för att testa konduktiviteten hos vattenhaltiga föreningar. Testföreningen i denna installation kommer att slutföra kretsen och slå på lampan om den kan leda en ström.
Föreningar med stark konduktivitet
Det enklaste sättet att bestämma om en förening kan leda en ström är att identifiera dess molekylstruktur eller sammansättning. Föreningar med stark konduktivitet dissocierar fullständigt i laddade atomer eller molekyler, eller joner, när de upplöses i vatten. Dessa joner kan röra sig och bära en ström effektivt. Ju högre koncentration av joner, desto större är konduktiviteten. Bordsalt eller natriumklorid är ett exempel på en förening med stark konduktivitet. Den dissocierar till positivt laddad natrium och negativt laddade klorjoner i vatten. Ammoniumsulfat, kalciumklorid, saltsyra, natriumhydroxid, natriumfosfat och zinknitrat är andra exempel på föreningar med stark konduktivitet, även känd som starka elektrolyter.Starka elektrolyter tenderar att vara oorganiska föreningar, vilket betyder att de saknar kolatomer. Organiska föreningar eller kolinnehållande föreningar är ofta svaga elektrolyter eller är icke-ledande.
Föreningar med svag konduktivitet
Föreningar som endast delvis dissocieras i vatten är svaga elektrolyter och dåliga ledare av en elektrisk ström. Ättiksyra, föreningen som finns i vinäger, är en svag elektrolyt eftersom den bara dissocieras i vatten. Ammoniumhydroxid är ett annat exempel på en förening med svag konduktivitet. När andra lösningsmedel än vatten används förändras den joniska dissociationen, och därför kapaciteten att bära ström. Ionisering av svaga elektrolyter ökar vanligtvis med temperaturökningar. För att jämföra konduktiviteten hos olika föreningar i vatten använder forskare specifik konduktans. Den specifika konduktansen är ett mått på konduktiviteten hos en förening i vatten vid en specifik temperatur, vanligtvis 25 grader Celsius. Specifik konduktans mäts i enheter av siemens eller mikrosiemen per centimeter. Graden av vattenföroreningar kan bestämmas genom att mäta den specifika konduktansen, eftersom förorenat vatten innehåller fler joner och kan generera mer konduktans.
Icke ledande föreningar
Föreningar som inte producerar joner i vatten kan inte leda en elektrisk ström. Socker eller sackaros är ett exempel på en förening som upplöses i vatten men som inte producerar joner. De upplösta sackarosmolekylerna omges av kluster av vattenmolekyler och sägs vara hydratiserade men förblir oladdade. Föreningar som inte är lösliga i vatten, såsom kalciumkarbonat, har inte heller konduktivitet: de producerar inga joner. Konduktivitet kräver att det finns laddade partiklar.
Konduktivitet av metaller
Elektrisk konduktivitet kräver rörelse av laddade partiklar. När det gäller elektrolyter eller flytande eller smälta joniska föreningar genereras positiva och negativt laddade partiklar och kan röra sig runt. I metaller är positiva metalljoner anordnade i ett styvt gitter eller kristallstruktur som inte kan röra sig. Men de positiva metallatomerna är omgivna av moln med elektroner som är fria att ströva runt och kan bära en elektrisk ström. En temperaturökning orsakar en minskning av elektrisk konduktivitet, vilket står i kontrast till ökningen i konduktivitet med elektrolyter under liknande omständigheter.