Acqua pura è un pessimo conduttore di elettricità. Acqua distillata, per esempio, ha una conducibilità misurata di 4 x 10-6 siemens per il tester..--una cifra molto bassa. Altre sostanze presenti nelle acque di dissoluzione, tuttavia, può migliorare sostanzialmente il sua conducibilità, a seconda del tipo di soluto. Ecco perché gli ioni possono servire come elementi portanti mobili della carica in acqua.
Conducibilità elettrica
Perché alcune sostanze condurre elettricità ma non gli altri? Il motivo ha a che fare con la loro struttura a livello atomico o molecolare. Metalli, per esempio, sono buoni conduttori, perché loro atomi perdono elettroni facilmente, creando una "nuvola" di elettroni delocalizzati condivisi tra più atomi. Questi elettroni delocalizzati spostare facilmente in presenza di un campo elettrico. Materiali come grafite, per fare un altro esempio, molti elettroni delocalizzati grazie alla loro struttura molecolare e sono così buoni conduttori. In materiali come il diamante o acqua, al contrario, gli elettroni sono legati saldamente dalle singole molecole a cui appartengono e non possono migrare facilmente da una molecola a quella successiva, quindi questi materiali sono cattivi conduttori.
Composti ionici
Composti ionici come il cloruro di magnesio è costituito da ioni che hanno perso o guadagnato elettroni e così caratteristica una carica elettrica. Questi ioni sono attratti a vicenda, e la forza di questa attrazione li tiene insieme sotto forma di cristallo. Quando si sciolgono in acqua, tuttavia, gli ioni con carica positivamente e negativamente Dividiamoci e loro rispettivi modi di andare, ognuno accompagnato da un "guscio" di molecole d'acqua. Quando viene applicato un campo elettrico, questi ioni migrano verso terminali positivi o negativi (a seconda la carica di associate a ciascuna). Questo flusso di ioni è una corrente, quindi un composto ionico in acqua di dissoluzione drammaticamente aumenta la sua conducibilità. La conduttività dell'acqua saturata di cloruro di sodio, ad esempio, è 22,7 siemens per il tester..--più ordini di grandezza migliori di acqua pura.
Acidi e basi
Dissoluzione di un acido o base in acqua migliora anche la sua conducibilità. Ecco perché gli acidi dare gli ioni di idrogeno all'acqua molecole, mentre basi portarli via. Acqua pura ha una bassa concentrazione di idrogeno e ioni idrossido, ma l'aggiunta di che un acido o una base sostanzialmente aumenta la concentrazione di ioni, così fa l'acqua un migliore conduttore. Nell'ambiente, anidride carbonica si dissolve in acqua per produrre una concentrazione bassa di acido carbonico, pertanto alcuni ioni bicarbonato sono in genere presenti in ogni caso.
Considerazioni
Che cosa hanno in comune con acidi, basi e sali? Quando si sciolgono in acqua, formano un elettrolita - una soluzione con ioni liberi che possono condurre l'elettricità (almeno in una certa misura). L'acqua è così bravo a dissoluzione di composti ionici che è raramente, se mai, trovato nella forma pura nel nostro ambiente; di solito, alcuni sali disciolti sono presenti, come gli ioni calcio e magnesio che rendono la vostra acqua di rubinetto "duro". Aumentando la concentrazione di sale, tuttavia, migliorerà decisamente la sua conducibilità.