Kandungan
Air garam adalah contoh yang paling terkenal mengenai penyelesaian ionik yang menjalankan elektrik, tetapi memahami mengapa ini berlaku tidak semudah menjalankan percubaan rumah pada fenomena tersebut. Alasannya adalah untuk perbezaan antara ikatan ion dan ikatan kovalen, serta pemahaman apa yang berlaku apabila ion yang dipisahkan tertakluk kepada medan elektrik.
Singkatnya, sebatian ionik menjalankan elektrik di dalam air kerana mereka memisahkan ion-ion bermuatan, yang kemudiannya tertarik kepada elektrod dibebaskan.
Bon Bond Ionic vs. A Bond Covalent
Anda perlu mengetahui perbezaan antara bon ion dan kovalen untuk mendapatkan pemahaman elektrik konduktiviti yang lebih baik dari sebatian ionik.
Ikatan kovalen terbentuk apabila atom berkongsi elektron untuk melengkapkan cangkang luar (valence) mereka. Sebagai contoh, hidrogen unsur mempunyai satu "ruang" dalam shell elektron luarannya, supaya ia boleh ikatan kovalen dengan atom hidrogen yang lain, dengan kedua-dua berkongsi elektron mereka untuk mengisi kerang mereka.
An ikatan ionik berfungsi dengan berbeza. Sesetengah atom, seperti natrium, mempunyai satu atau beberapa elektron di dalam cangkerang luarnya. Atom lain, seperti klorin, mempunyai cangkang luar yang hanya memerlukan satu elektron lagi untuk mempunyai cangkang penuh. Elektron tambahan di atom pertama itu boleh dipindahkan ke kedua untuk mengisi shell lain itu.
Walau bagaimanapun, proses kehilangan dan mendapatkan pilihan raya membuat ketidakseimbangan antara pertuduhan dalam nukleus dan caj dari elektron, memberikan atom yang terhasil cas positif positif (apabila elektron hilang) atau caj negatif bersih (apabila satu diperoleh ). Atom-atom yang dikenakan ini dipanggil ion, dan ion-ion bermuatan yang bertentangan boleh ditarik bersama untuk membentuk ikatan ionik dan molekul elektrik neutral, seperti NaCl, atau natrium klorida.
Perhatikan bagaimana "klorin" berubah kepada "klorida" apabila ia menjadi ion.
Pembubaran Bon Ionik
Ikatan ionik yang memelihara molekul seperti garam biasa (natrium klorida) bersama boleh dipecahkan dalam beberapa keadaan. Salah satu contoh ialah apabila ia dibubarkan di dalam air; molekul "memisahkan" ke dalam ion konstituen mereka, yang mengembalikannya ke keadaan yang dikenakan.
Ikatan ionik juga boleh dipecahkan jika molekul cair di bawah suhu tinggi, yang mempunyai kesan yang sama apabila ia kekal dalam keadaan lebur.
Fakta bahawa salah satu daripada proses ini membawa kepada koleksi ion yang dikenakan adalah pusat kepada kekonduksian elektrik sebatian ionik. Dalam keadaan terikat, padat mereka, molekul seperti garam tidak menjalankan elektrik. Tetapi apabila mereka dipisahkan dalam penyelesaian atau melalui lebur, mereka boleh bawa arus. Ini kerana elektron tidak dapat bergerak dengan bebas melalui air (sama seperti yang dilakukannya dalam dawai konduktif), tetapi ion boleh bergerak dengan bebas.
Apabila Current Terapan
Untuk memohon arus ke penyelesaian, dua elektrod dimasukkan ke dalam cecair, kedua-duanya dipasang pada bateri atau sumber cas. Elektroda bercas positif dipanggil anoda, dan elektrod dikenakan secara negatif dipanggil katod. Tuduhan bateri kepada elektrod (dengan cara yang lebih tradisional yang melibatkan elektron bergerak melalui bahan konduktif pepejal), dan mereka menjadi sumber yang berbeza dalam cecair, menghasilkan medan elektrik.
Ion dalam penyelesaian bertindak balas terhadap medan elektrik ini mengikut tuduhan mereka.Ion bermuatan positif (natrium dalam larutan garam) tertarik kepada katod dan ion bermuatan negatif (ion klorida dalam larutan garam) tertarik kepada anod. Pergerakan zarah yang dikenakan adalah arus elektrik, kerana arus hanya pergerakan tuduhan.
Apabila ion mencapai elektrod masing-masing, mereka sama ada mendapatkan atau kehilangan elektron untuk kembali ke keadaan elemen mereka. Untuk garam yang dipisahkan, ion natrium yang bercas positif berkumpul di katod dan mengambil elektron daripada elektrod, menjadikan ia sebagai natrium unsur.
Pada masa yang sama, ion klorida kehilangan elektron "tambahan" mereka di anod, memasuki elektron ke dalam elektrod untuk menyelesaikan litar. Proses ini adalah mengapa sebatian ionik menjalankan elektrik di dalam air.