ما هو تعريف الموصلية الكهربائية

الموصلية الكهربائية هي قياس الأيونات الذائبة. يقيس الموصلية الكهربائية بشكل غير مباشر الأيونات عن طريق قياس مرور الالكترونات من خلال عينة من الماء. الحلول التي تحتوي على الكثير من الأيونات المنحل ستكون لديها موصلية كهربائية عالية. الحلول التي لديها تركيز منخفض من الأيونات المذابة سوف يكون لها موصلية منخفضة.

السلوك في الحل ينطوي في الواقع على حركة الأيونات. تظهر الصورة جهازًا يمكن استخدامه لإظهار أن حلول الأيونات الذائبة (الأملاح الذائبة) في الماء ستجتذب الطاقة الكهربية للبطارية من خلالها وتسمح لمصباح الضوء بالضوء. تعريف الالكتروليتات هو مجرد الحل الذي سيجري التيار.

تسمى الأيونات المشحونة إيجابيا "الكاتيونات" ، وتسمى الأيونات السالبة الشحنة "الأنيونات". وتتشكل الكاتيونات عندما يتم فقد واحد أو أكثر من الإلكترونات من ذرة أو مجموعة من الذرات ، يتم تشكيل الأنيونات عند اكتساب واحد (1) أو أكثر من الإلكترونات بواسطة ذرة أو مجموعة ذرات. يحتوي المنحل بالكهرباء على الكاتيونات والأنيونات. كلما زاد عدد الكاتيونات والأنيونات الموجودة ، كلما ارتفعت الموصلية الكهربائية. إذا تم قياس كمية التيار المارة عبر المحلول بمقياس الموصلية ، يمكننا أن نحدد عدد الأيونات التي تذاب في المحلول. عندما يمر التيار أكثر من خلال الحل ، فإننا نعرف المزيد من الأيونات الموجودة.

تقلل الموصلية الكهربائية في المحلول مع انخفاض درجة الحرارة ، في حين أن توصيل موصل كهربائي صلب (مثل الأسلاك النحاسية) يزيد مع انخفاض درجة الحرارة. وبالتالي ، يبدو أن المواصلة في الحل مختلفة عما هي عليه في حالة صلبة ، وهي كذلك. يحدث التوصيل في المحلول نتيجة للأيونات الموجبة والسالبة التي تنتقل عبر المحلول. هذا موضح في الصورة. ملح الطعام ، كلوريد الصوديوم (NaCl) ، تم إذابته في الماء لإنشاء إلكتروليت ، وتم تركيب مقياس قياس لقياس التيار.

قياس الموصلية الكهربائية باستخدام مقياس التيار الكهربائي

في الإلكتروليت الموضح، يتم تمرير الإمكانات الكهربائية فعليًا عبر السائل بواسطة حركة الكاتيونات والأنيونات. تنجذب الكاتيونات (أيونات الصوديوم) إلى القطب السالب وتهاجر إليها. تنجذب الأنيونات (أيونات الكلوريد) إلى القطب الموجب ثم تهاجر إليها. بمجرد وصول أيون الكلوريد السالب إلى القطب الموجب ، فإنه يتبرع بإلكترون ، وبمجرد وصول أيون الصوديوم الإيجابي إلى القطب السالب ، فإنه يكسب الإلكترون. يمر الكهربائيةالإلكترون المحول (كلوريد إلى صوديوم) عبر مقياس التيار الكهربائي ويسجل كتيار (موصلية كهربائية).

من المهم ملاحظة أن الموصلية الكهربائية لا تخبرنا بنوع الأيونات الموجودة. التوصيلية هي فقط قياس نسبي للعدد الكلي للأيونات الموجودة. أيضا ، بعض الأيونات تبدي موصلية كهربائية أعلى من غيرها لأنها أكثر حركة. أيونات الهيدروجين هي أكثر الأيونات موصلة. أيونات الهيدروكسيد هي الأكثر موصلة بعد ذلك. جميع الأيونات الأخرى تقع تحت هاتين الأمرين بقدر ما نشعر بالقلق الموصلية.

على سبيل المثال ، قد يعطي محلول كبريتات الكالسيوم نفس الموصلية الكهربائية كمحلول من كلوريد الصوديوم على الرغم من أن محلول كبريتات الكالسيوم قد يحتوي على أيونات أكثر إجماليًا من محلول كلوريد الصوديوم. هذا لأن الصوديوم والكلوريد هما أيونات أصغر وينتقلان عبر المحلول بسرعة أكبر.

كما ستعرض المياه النقية بعض الموصلية الكهربائية، على الرغم من قلة توصيلها. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الماء سوف يؤين كل من أيون الهيدروجين وأيونات الهيدروكسيد (OH) بشكل طفيف جدا. أذكر أن الماء يتأين إلى حد 1 × 10^-7 مول لكل لتر ، وينتج 1x10-7 مول/ لتر من أيونات الهيدروجين ونفس العدد من مول/لتر من أيونات الهيدروكسيد.

H2O -------> [H +] + [OH -]