Contenu
- Composés à forte conductivité
- Composés à conductivité faible
- Composés non conducteurs
- Conductivité des métaux
Les composés qui conduisent un courant sont maintenus ensemble par des forces électrostatiques ou une attraction. Ils contiennent un atome ou une molécule chargé positivement, appelé cation, et un atome ou une molécule chargé négativement, appelé anion. A l'état solide, ces composés ne conduisent pas l'électricité, mais lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, les ions se dissocient et peuvent conduire un courant. À des températures élevées, lorsque ces composés deviennent liquides, les cations et les anions commencent à couler et peuvent conduire l'électricité même en l'absence d'eau. Les composés non ioniques, ou les composés qui ne se dissocient pas en ions, ne conduisent pas de courant. Vous pouvez construire un circuit simple avec une ampoule comme indicateur pour tester la conductivité des composés aqueux. Le composé de test dans cette configuration complète le circuit et allume l'ampoule si elle peut conduire un courant.
Composés à forte conductivité
Le moyen le plus simple de déterminer si un composé peut conduire un courant consiste à identifier sa structure moléculaire ou sa composition. Les composés à forte conductivité se dissocient complètement en atomes ou molécules chargés, ou ions, lorsqu'ils sont dissous dans de l'eau. Ces ions peuvent se déplacer et transporter efficacement un courant. Plus la concentration en ions est élevée, plus la conductivité est grande. Le sel de table, ou chlorure de sodium, est un exemple de composé à forte conductivité. Il se dissocie en ions de chlore chargés positivement et négativement dans l'eau. Le sulfate d'ammonium, le chlorure de calcium, l'acide chlorhydrique, l'hydroxyde de sodium, le phosphate de sodium et le nitrate de zinc sont d'autres exemples de composés à forte conductivité, également appelés électrolytes forts.Les électrolytes forts ont tendance à être des composés inorganiques, ce qui signifie qu'ils manquent d'atomes de carbone. Les composés organiques, ou composés contenant du carbone, sont souvent des électrolytes faibles ou non conducteurs.
Composés à conductivité faible
Les composés qui ne se dissocient que partiellement dans l'eau sont les électrolytes faibles et les mauvais conducteurs du courant électrique. L'acide acétique, composé présent dans le vinaigre, est un électrolyte faible car il ne se dissocie que très peu dans l'eau. L’hydroxyde d’ammonium est un autre exemple de composé à faible conductivité. Lorsque des solvants autres que l'eau sont utilisés, la dissociation ionique, et donc la capacité de transporter du courant, est modifiée. L'ionisation d'électrolytes faibles augmente généralement avec l'augmentation de la température. Pour comparer la conductivité de différents composés dans l'eau, les scientifiques utilisent une conductance spécifique. La conductance spécifique est une mesure de la conductivité d'un composé dans l'eau à une température spécifique, généralement 25 degrés Celsius. La conductance spécifique est mesurée en unités de siemens ou microsiemens par centimètre. Le degré de pollution de l'eau peut être déterminé en mesurant la conductance spécifique, car l'eau polluée contient plus d'ions et peut générer davantage de conductance.
Composés non conducteurs
Les composés qui ne produisent pas d'ions dans l'eau ne peuvent pas conduire de courant électrique. Le sucre, ou saccharose, est un exemple de composé qui se dissout dans l’eau mais ne produit pas d’ions. Les molécules de saccharose dissoutes sont entourées par des amas de molécules d’eau et sont dites hydratées mais restent non chargées. Les composés qui ne sont pas solubles dans l'eau, tels que le carbonate de calcium, n'ont également pas de conductivité: ils ne produisent pas d'ions. La conductivité nécessite l'existence de particules chargées.
Conductivité des métaux
La conductivité électrique nécessite le mouvement de particules chargées. Dans le cas d'électrolytes ou de composés ioniques liquéfiés ou fondus, des particules chargées positivement et négativement sont générées et peuvent se déplacer. Dans les métaux, les ions métalliques positifs sont disposés dans un réseau rigide ou une structure cristalline qui ne peut pas se déplacer. Mais les atomes de métal positifs sont entourés de nuages d’électrons libres de se déplacer et de transporter un courant électrique. Une élévation de la température provoque une diminution de la conductivité électrique, ce qui contraste avec l'augmentation de la conductivité des électrolytes dans des circonstances similaires.