Съдържание
Солената вода е най-известният пример за йонно решение, което провежда електричество, но разбирането защо това се случва не е толкова просто, колкото да се извърши домашен експеримент върху явлението. Причината се свежда до разликата между йонните връзки и ковалентните връзки, както и разбирането какво се случва, когато дисоциираните йони са подложени на електрическо поле.
Накратко, йонните съединения провеждат електричество във вода, защото се разделят на заредени йони, които след това се привличат към противоположно заредения електрод.
Йонна връзка срещу ковалентна връзка
Трябва да знаете разликата между йонни и ковалентни връзки, за да получите по-добро разбиране на електрическата проводимост на йонните съединения.
Ковалентни връзки се образуват, когато атомите споделят електрони, за да завършат външните си (валентни) обвивки. Например, елементарният водород има едно „пространство” във външната си електронна обвивка, така че може да се свързва ковалентно с друг водороден атом, като двамата споделят своите електрони, за да запълнят своите обвивки.
Една йонна връзка работи по различен начин. Някои атоми, като натрий, имат един или много малко електрони във външните си обвивки. Други атоми, като хлор, имат външни обвивки, които се нуждаят само от още един електрон, за да имат пълна обвивка. Допълнителният електрон в този първи атом може да се прехвърли във втория, за да запълни тази друга обвивка.
Обаче процесите на загуба и спечелване на избори създават дисбаланс между заряда в ядрото и заряда от електроните, давайки на резултиращия атом нетен положителен заряд (при загуба на електрон) или нетен отрицателен заряд (когато човек бъде получен ). Тези заредени атоми се наричат йони и противоположно заредените йони могат да бъдат привлечени заедно, за да образуват йонна връзка и електрически неутрална молекула, като NaCl или натриев хлорид.
Обърнете внимание как „хлорът“ се променя на „хлорид“, когато се превърне в йон.
Дисоциация на йонните връзки
Йонните връзки, които поддържат молекули като обикновена сол (натриев хлорид) заедно, могат да се разрушат при някои обстоятелства. Един пример е, когато се разтварят във вода; молекулите се „дисоциират“ в съставните йони, което ги връща в зареденото им състояние.
Йонните връзки също могат да се разрушат, ако молекулите се стопят при висока температура, което има същия ефект, когато останат в разтопено състояние.
Фактът, че който и да е от тези процеси води до събиране на заредени йони, е централен за електрическата проводимост на йонните съединения. В свързаните си твърди състояния молекули като сол не провеждат електричество. Но когато са разединени в разтвор или чрез разтопяване, те мога носят ток. Това е така, защото електроните не могат да се движат свободно през водата (по същия начин, по който правят в проводим проводник), но йони могат да се движат свободно.
Когато се прилага ток
За да се приложи ток към разтвор, в течността се поставят два електрода, двата свързани към батерия или източник на зареждане. Положително зареденият електрод се нарича анод, а отрицателно зареденият електрод се нарича катод. Батерията се зарежда към електродите (по по-традиционния начин, включващи електрони, движещи се през твърд проводим материал), и те се превръщат в различни източници на заряд в течността, произвеждайки електрическо поле.
Йоните в разтвора реагират на това електрическо поле според своя заряд.Положително заредените йони (натрий в солен разтвор) са привлечени към катода, а отрицателно заредените йони (хлоридни йони в солен разтвор) са привлечени към анода. Това движение на заредени частици е електрически ток, защото токът е просто движението на заряд.
Когато йоните достигнат съответните им електроди, те или получават, или губят електрони, за да се върнат в своето елементарно състояние. За дисоциираната сол положително заредените натриеви йони се събират при катода и взимат електрони от електрода, оставяйки го като елементарен натрий.
В същото време хлоридните йони губят своя „допълнителен“ електрон на анода, пренасяйки електрони в електрода, за да завършат веригата. Този процес е причината йонните съединения да провеждат електричество във вода.