Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Composés ioniques
- Composés ioniques dans l'eau
- Concentration d'une substance
- Conductivité électrique
- Conductivité et concentration
Lorsque vous regardez une tasse d’eau salée, vous n’imaginez peut-être pas qu’elle a le potentiel de conduire l’électricité, mais elle le fait! La relation entre une solution ionique telle que l'eau salée et sa conductivité est fonction de sa concentration et de la capacité de ses particules chargées à se déplacer librement dans la solution.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les solutions contenant des sels dissous conduisent l'électricité car elles libèrent des particules chargées dans une solution capable de transporter un courant électrique. En général, la conductivité des solutions salines augmente à mesure que la quantité de sel dissous augmente. L’augmentation exacte de la conductivité est toutefois compliquée par la relation entre la concentration du sel et la mobilité de ses particules chargées.
Composés ioniques
Pour un chimiste, le terme «sel» désigne plus que le simple sel de table. En tant que classe de composés, les sels sont des produits chimiques composés d'un métal et d'un non-métal. Le métal assume une charge positive et est un cation alors que le non-métal assume une charge négative et est un anion. Les chimistes se réfèrent à ces sels en tant que composés ioniques. Les interactions électrostatiques, qui font simplement référence aux forces attractives entre le métal chargé de manière opposée et le non-métal, maintiennent les composés ioniques sous forme de solides.
Composés ioniques dans l'eau
Certains composés ioniques sont solubles dans l’eau, ce qui signifie qu’ils se dissolvent dans l’eau. Lorsque ces composés se dissolvent, ils se dissocient ou se cassent dans leurs ions respectifs. Le sel de table, également appelé chlorure de sodium et NaCl abrégé, se dissocie en ions sodium (Na) et en ions chlorure (Cl). Tous les composés ioniques ne se dissolvent pas dans l'eau. Les lignes directrices sur la solubilité fournissent aux chimistes et aux étudiants une compréhension générale des composés qui vont se dissoudre et des composés qui ne se dissolvent pas.
Concentration d'une substance
En termes simples, la concentration fait simplement référence à la quantité de substance dissoute dans une quantité donnée d’eau. Les scientifiques utilisent diverses unités pour spécifier la concentration, telles que molarité, normalité, pourcentage en masse et parties par million. L'unité exacte de concentration découle toutefois du principe général selon lequel une concentration plus élevée signifie une plus grande quantité de sel dissous par unité de volume.
Conductivité électrique
Beaucoup de gens sont surpris d'apprendre que l'eau pure est en fait un mauvais conducteur d'électricité. Le terme pertinent dans la déclaration précédente est «pur». Pratiquement toute eau provenant d’une source d’eau naturelle telle qu’une rivière, un lac ou un océan agira comme un conducteur car elle contient des sels dissous.
Les bons conducteurs permettent un flux de courant électrique facile et soutenu. En général, un bon conducteur possède des particules chargées relativement mobiles (libres de mouvement). Dans le cas de sels dissous dans l'eau, les ions représentent des particules chargées ayant une mobilité relativement élevée.
Conductivité et concentration
La conductivité d'une solution dépend du nombre de porteurs de charge (les concentrations des ions), de la mobilité des porteurs de charge et de leur charge. Théoriquement, la conductivité devrait augmenter proportionnellement à la concentration. Cela implique que si la concentration en chlorure de sodium, par exemple, dans une solution doublait, la conductivité devait également doubler. En pratique, cela n'est pas vrai. La concentration et la mobilité des ions ne sont pas des propriétés indépendantes. À mesure que la concentration d'un ion augmente, sa mobilité diminue. En conséquence, la conductivité augmente linéairement par rapport à la racine carrée de la concentration plutôt que proportionnellement.