Tartalom
A sós víz az ionos megoldás legismertebb példája, amely áramot vezet, de megérteni, miért történik ez, nem olyan egyszerű, mint otthoni kísérletet végezni a jelenséggel kapcsolatban. Ennek oka az ionkötések és a kovalens kötések közötti különbség, valamint annak megértése, hogy mi történik, amikor a disszociált ionok elektromos mezőnek vannak kitéve.
Röviden: az ionos vegyületek vezetik a villamos energiát a vízben, mert töltött ionokká alakulnak el, amelyeket az ellenkezőleg töltött elektród vonzza.
Ionos kötvény vs. kovalens kötvény
Tudnia kell az ionos és a kovalens kötések közötti különbséget az ionos vegyületek elektromos vezetőképességének jobb megértése érdekében.
Kovalens kötések akkor képződnek, amikor az atomok megosztják az elektronokat, hogy kitöltsék külső (valencia) héjukat. Például az elemi hidrogénnek egy „tér” van a külső elektronhéjában, tehát kovalensen kötődik egy másik hidrogénatomhoz, mindkettővel megosztva elektronjaikat, hogy megtöltsék a héjukat.
egy ionos kötés másképp működik. Egyes atomok, például a nátrium, külső héjában egy vagy nagyon kevés elektron található. Más atomok, például a klór, külső héjúak, amelyeknek csak egy elektronra van szükségük, hogy teljes héjuk legyen. Az első atomban lévő extra elektron átvihető a másodikba, hogy kitöltse ezt a másik héjat.
A választások elvesztésének és megszerzésének folyamata azonban egyensúlyhiányt teremt a magban levő töltés és az elektronok általi töltés között, így a kapott atom nettó pozitív töltést (amikor egy elektron elveszik) vagy nettó negatív töltést (amikor egy megkapja) ). Ezeket a töltött atomokat ionoknak nevezik, és ellentétesen töltött ionok vonhatók össze egy ionos kötés és egy elektromosan semleges molekula, például NaCl vagy nátrium-klorid formájában.
Vegye figyelembe, hogyan változik a "klór" "kloridmá", amikor ionvá válik.
Ionos kötések disszociációja
Az olyan ionkötések, amelyek együtt tartják a molekulákat, mint a szokásos só (nátrium-klorid), bizonyos körülmények között széttörhetnek. Egy példa erre, ha vízben oldódnak; a molekulák „disszociálódnak” alkotó ionjaikba, amelyek visszatérnek töltött állapotukba.
Az ionos kötések akkor is megszakadhatnak, ha a molekulákat magas hőmérsékleten megolvasztják, amelynek ugyanaz a hatása, ha megolvadt állapotban maradnak.
Az a tény, hogy ezen eljárások valamelyike töltött ionok összegyűjtéséhez vezet, központi szerepet játszik az ionos vegyületek elektromos vezetőképességében. Kötött, szilárd állapotukban a molekulák, mint a só, nem vezetnek áramot. De amikor egy oldatban vagy olvadáson disszociálódnak, akkor tud szállítson áramot Ennek oka az, hogy az elektronok nem mozoghatnak szabadon a vízen (ugyanúgy, mint egy vezető huzalban), de az ionok szabadon mozoghatnak.
Amikor áramot alkalmaznak
Az oldat áramerősségének biztosításához két elektródát helyeznek a folyadékba, mindkettőt akkumulátorra vagy töltőforráshoz kell csatlakoztatni. A pozitív töltésű elektródot anódnak, a negatív töltésű elektródot katódnak nevezzük. Az akkumulátor töltődik az elektródák felé (a hagyományosabb módon magában foglalja az szilárd vezető anyagon áthaladó elektronokat), és különféle töltési forrásokká válnak a folyadékban, elektromos mezőt eredményezve.
A megoldásban lévő ionok töltésük szerint reagálnak erre az elektromos mezőre.A pozitív töltésű ionok (nátrium sóoldatban) vonódnak a katódhoz, a negatív töltésű ionok (klorid-ionok sóoldatban) pedig az anódhoz. A töltött részecskék ezen mozgása elektromos áram, mert az áram egyszerűen a töltés mozgása.
Amikor az ionok elérték a megfelelő elektródokat, vagy megszerezzék, vagy elveszítik az elektronokat, hogy visszatérjenek elemi állapotukba. A disszociált só esetében a pozitív töltésű nátrium-ionok a katódnál összegyűlnek, és elektronokat vesznek fel az elektródból, elemi nátrium formájában hagyva.
Ugyanakkor a klorid-ionok elveszítik „extra” elektronukat az anódon, és elektronokat vezetnek az elektródba az áramkör befejezéséhez. Ez az oka annak, hogy az ionos vegyületek vezetik a villamos energiát a vízben.