Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Ioonilised ühendid
- Ioonühendid vees
- Aine kontsentratsioon
- Elektrijuhtivus
- Juhtivus ja kontsentratsioon
Kui vaatate tassi soolast vett, siis ei pruugi te ette kujutada, et sellel on potentsiaali elektrit juhtida, kuid siiski! Ioonse lahuse, näiteks soolase vee, ja selle juhtivuse suhe on sõltuv selle kontsentratsioonist ja laetud osakeste võimest lahuses vabalt liikuda.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Lahustunud sooli sisaldavad lahused juhivad elektrit, kuna need eraldavad lahusesse laetud osakesi, mis on võimelised kandma elektrivoolu. Üldiselt suureneb soolalahuste juhtivus lahustunud soola koguse kasvades. Juhtivuse täpset suurenemist komplitseerib siiski soola kontsentratsiooni ja selle laetud osakeste liikuvuse suhe.
Ioonilised ühendid
Keemikule tähendab termin “sool” enamat kui lihtsat lauasoola. Ühendite klassina on soolad kemikaalid, mis koosnevad metallist ja mittemetallist. Metall eeldab positiivset laengut ja on katioon, mittemetall eeldab aga negatiivset laengut ja on anioon. Keemikud nimetavad selliseid sooli ioonseteks ühenditeks. Elektrostaatilised vastastikmõjud, mis viitavad lihtsalt vastupidiselt laetud metalli ja mittemetallide vahelistele atraktiivsetele jõududele, hoiavad ioonseid ühendeid tahketena.
Ioonühendid vees
Mõned ioonühendid on vees lahustuvad, mis tähendab, et need lahustuvad vees. Kui need ühendid lahustuvad, dissotsieeruvad nad või purunevad vastavateks ioonideks. Laua sool, mida nimetatakse ka naatriumkloriidiks ja lühendatult NaCl, dissotsieerub naatriumi (Na) ioonideks ja kloriidi (Cl) ioonideks. Mitte iga ioonne ühend ei lahustu vees. Lahustuvusjuhendid annavad keemikutele ja õpilastele üldise arusaamise sellest, millised ühendid lahustuvad ja millised mitte.
Aine kontsentratsioon
Põhimõtteliselt tähendab kontsentratsioon lihtsalt aine kogust, mis on lahustatud antud veekogus. Teadlased kasutavad kontsentratsiooni määramiseks erinevaid ühikuid, näiteks molaarsus, normaalsus, massiprotsent ja osa miljonites. Täpne kontsentratsiooniühik on aga teisejärguline üldpõhimõtte kohaselt, mille kohaselt suurem kontsentratsioon tähendab suuremat lahustatud soola kogust ruumalaühiku kohta.
Elektrijuhtivus
Paljud inimesed on üllatunud, et puhas vesi on tegelikult elektri halb juht. Eelmises avalduses on asjaomane mõiste „puhas”. Praktiliselt töötab loodusliku vee allikast (nt jõgi, järv või ookean) pärinev vesi juhina, kuna see sisaldab lahustunud sooli.
Head juhid võimaldavad hõlpsat ja püsivat elektrivoolu. Üldiselt omavad hea juht laetud osakesi, mis on suhteliselt liikuvad (vabalt liikuvad). Vees lahustunud soolade korral tähistavad ioonid suhteliselt suure liikuvusega laetud osakesi.
Juhtivus ja kontsentratsioon
Lahuse juhtivus sõltub laengukandjate arvust (ioonide kontsentratsioonist), laengukandjate liikuvusest ja nende laadimisest. Teoreetiliselt peaks juhtivus suurenema otseselt proportsioonis kontsentratsiooniga. See tähendab, et kui näiteks naatriumkloriidi kontsentratsioon lahuses kahekordistub, peaks ka juhtivus kahekordistuma. Praktikas ei pea see paika. Ioonide kontsentratsioon ja liikuvus ei ole iseseisvad omadused. Iooni kontsentratsiooni suurenemisel väheneb selle liikuvus. Selle tagajärjel suureneb juhtivus kontsentratsiooni ruutjuure suhtes lineaarselt, mitte otseses proportsioonis.