Γιατί οι στερεοί κρύσταλλοι των ιοντικών ενώσεων διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν διαλύονται στο νερό;
1. Δομή ιοντικών κρυστάλλων:
* Στερεά κατάσταση: Στην στερεά τους κατάσταση, οι ιοντικές ενώσεις σχηματίζουν ένα άκαμπτο, κρυσταλλικό πλέγμα. Τα ιόντα διατηρούνται σε σταθερές θέσεις από ισχυρές ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχουν ελεύθερα φορτισμένα σωματίδια για τη μεταφορά ηλεκτρικού ρεύματος.
* Περιορισμένη αγωγιμότητα: Ενώ ορισμένα ιοντικά στερεά μπορεί να παρουσιάζουν μια μικρή ποσότητα αγωγιμότητας λόγω ελαττωμάτων στη δομή τους, είναι γενικά πολύ χαμηλή.
2. Διάλυση στο νερό:
* πολικότητα: Τα μόρια του νερού είναι πολικά, που σημαίνει ότι έχουν θετικό και αρνητικό τέλος.
* Διάσπαση: Όταν μια ιοντική ένωση διαλύεται στο νερό, τα πολικά μόρια νερού περιβάλλουν τα ιόντα, τραβώντας τα χωριστά (διάσταση). Το θετικό άκρο των μορίων του νερού προσελκύει τα αρνητικά ιόντα και το αρνητικό τέλος των μορίων του νερού προσελκύει τα θετικά ιόντα.
* Δωρεάν ιόντα: Τα ιόντα είναι τώρα ελεύθερα να κινούνται ανεξάρτητα στη λύση.
3. Διεξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας:
* Κινητές μεταφορείς χρέωσης: Αυτά τα ιόντα ελεύθερης μετακίνησης σε λύση δρουν ως φορείς φόρτισης. Όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό δυναμικό (τάση) σε ολόκληρο το διάλυμα, τα θετικά ιόντα κινούνται προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο και τα αρνητικά ιόντα κινούνται προς το θετικό ηλεκτρόδιο. Αυτή η κίνηση φορτισμένων σωματιδίων αποτελεί ηλεκτρικό ρεύμα.
Συνοπτικά:
* Οι στερεές ιοντικές ενώσεις δεν διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια επειδή τα ιόντα τους είναι σταθερά στο πλέγμα.
* Η διάλυση στο νερό απελευθερώνει τα ιόντα, καθιστώντας τα κινητά και ικανά να μεταφέρουν ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
Σημαντική σημείωση: Η ικανότητα μιας ιοντικής ένωσης να διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια σε διάλυμα εξαρτάται από τη διαλυτότητα της στο νερό. Εάν η ένωση δεν διαλύεται, τα ιόντα της δεν θα είναι ελεύθερα να κινηθούν και δεν θα υπάρξει αγωγιμότητα.
