Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Iónové zlúčeniny
- Iónové zlúčeniny vo vode
- Koncentrácia látky
- Elektrická vodivosť
- Vodivosť a koncentrácia
Keď sa pozriete na šálku slanej vody, možno si neviete predstaviť, že má potenciál viesť elektrinu - ale áno! Vzťah medzi iónovým roztokom, ako je slaná voda, a jeho vodivosťou je funkciou jeho koncentrácie a schopnosti jeho nabitých častíc voľne sa pohybovať v roztoku.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Roztoky, ktoré obsahujú rozpustené soli, vedú elektrinu, pretože uvoľňujú nabité častice do roztoku, ktorý je schopný prenášať elektrický prúd. Všeobecne sa vodivosť soľných roztokov zvyšuje so zvyšujúcim sa množstvom rozpustenej soli. Presné zvýšenie vodivosti je však komplikované vzťahom medzi koncentráciou soli a pohyblivosťou nabitých častíc.
Iónové zlúčeniny
Chemikovi sa výraz „soľ“ týka viac ako jednoduchej stolovej soli. Ako trieda zlúčenín sú soli chemikálie zložené z kovu a z nekovu. Kov preberá kladný náboj a je katiónom, zatiaľ čo nekovový materiál má záporný náboj a je aniónom. Chemici označujú také soli ako iónové zlúčeniny. Elektrostatické interakcie, ktoré sa jednoducho vzťahujú na atraktívne sily medzi opačne nabitým kovom a nekovom, držia iónové zlúčeniny spolu ako pevné látky.
Iónové zlúčeniny vo vode
Niektoré iónové zlúčeniny sú rozpustné vo vode, čo znamená, že sa rozpúšťajú vo vode. Keď sa tieto zlúčeniny rozpustia, disociujú sa alebo sa rozpadnú na ich príslušné ióny. Stolová soľ, tiež nazývaná chlorid sodný a skrátene NaCl, sa disociuje na sodné (Na) ióny a chloridové (Cl). Nie každá iónová zlúčenina sa rozpustí vo vode. Pokyny pre rozpustnosť poskytujú chemikom a študentom všeobecné znalosti o tom, ktoré zlúčeniny sa budú rozpúšťať a ktoré sa nebudú rozpúšťať.
Koncentrácia látky
Koncentrácia v zásade znamená množstvo látky rozpustené v danom množstve vody. Vedci používajú rôzne jednotky na špecifikáciu koncentrácie, ako je molarita, normálnosť, hmotnostné percento a diely na milión. Presná jednotka koncentrácie je však druhoradá so všeobecným princípom, že vyššia koncentrácia znamená väčšie množstvo rozpustenej soli na jednotku objemu.
Elektrická vodivosť
Mnoho ľudí je prekvapených, keď sa dozvedeli, že čistá voda je vlastne zlým vodičom elektriny. Relevantný výraz v predchádzajúcom vyjadrení je „čistý“. Prakticky akákoľvek voda z prírodného zdroja vody, ako je rieka, jazero alebo oceán, bude pôsobiť ako dirigent, pretože obsahuje rozpustené soli.
Dobré vodiče umožňujú jednoduchý a trvalý tok elektrického prúdu. Dobrý vodič má spravidla nabité častice, ktoré sú relatívne mobilné (voľne sa pohybujú). V prípade solí rozpustených vo vode predstavujú ióny nabité častice s relatívne vysokou pohyblivosťou.
Vodivosť a koncentrácia
Vodivosť roztoku závisí od počtu nosičov náboja (koncentrácie iónov), mobility nosičov náboja a ich náboja. Teoreticky by sa vodivosť mala zvyšovať v priamom pomere k koncentrácii. To znamená, že ak sa napríklad koncentrácia chloridu sodného v roztoku zdvojnásobí, vodivosť by sa mala tiež zdvojnásobiť. V praxi to neplatí. Koncentrácia a mobilita iónov nie sú nezávislé vlastnosti. So zvyšujúcou sa koncentráciou iónu klesá jeho mobilita. V dôsledku toho vodivosť vzrastá lineárne vzhľadom na druhú odmocninu koncentrácie namiesto v priamom pomere.