Соль проводит электричество и тепло: Обладает ли поваренная соль тепло- и электропроводностью

Кружок по физике

ЗАНЯТИЕ 5
Это занятие можно назвать самым ярким. Погружаемся в физику света и отвечаем на вопрос, почему разные предметы имеют разный цвет. Выясняем, можно ли узнать давление света, а также собираем камеру обскура и разгадываем секрет аббревиатуры RGB.

ЗАНЯТИЕ 6
Примеряем на себя роль шпионов и делаем гаджеты, используя законы оптики. Заглянем за угол с помощью зеркал, заставим монетку исчезнуть, а еще разбираемся, где в нашей повседневной жизни используются зеркала и линзы.

ЗАНЯТИЕ 7
Изучаем важнейшие законы термодинамики и учимся не замерзать при любых обстоятельствах. Нагреваем металл, чтобы увидеть его тепловое расширение, и остужаем резину, чтобы разбить ее на кусочки. Выясняем, какой свет лучше греет — синий, или красный. А еще надежно защищаем бумагу от горения, отводя от нее тепло огня.

ЗАНЯТИЕ 8
Еще одно занятие, посвященное оптике. С помощью призмы Ньютона выясняем, почему нельзя запретить радугу, и как собрать из радуги белый луч. Затем измеряем коэффициент преломления разных жидкостей. Напоследок проводим эксперименты с поляризационным фильтром и ищем слабое место у пластмассовой линейки.

ЗАНЯТИЕ 9
Рассказываем про виды давления и объясняем разницу между весом и массой. Затем отправляемся исследовать космос и строим несколько видов настольных ракет. Имитируем невесомость и заставляем шарик парить в потоке воздуха, чтобы понять, что испытывают космонавты на орбите.

ЗАНЯТИЕ 10
Разбираемся в главной причине, почему мы до сих пор не можем добраться из Москвы в Нью-Йорк за час — сопротивлении воздуха. Выясняем, что такое обтекаемая форма, и почему самолеты и автомобили выглядят такими гладкими. Утопим разные предметы в воде на скорость, а еще сделаем водный реактивный двигатель.

ЗАНЯТИЕ 11
Делаем легендарный маятник Фуко и выясняем, существует ли центробежная сила. Собираем простейший гироскоп и разбираемся в его неочевидном поведении. А еще обсуждаем, какие явления вращения применяются в технике.

ЗАНЯТИЕ 12
Постигаем секреты равновесия и ищем идеальный баланс для разных предметов. Собираем своими руками «невозможную» установку из деревянных палочек и нитей. Все для того, чтобы разобраться в законах классической механики.

Вещества | неорганическая химия — Наука и образование

Температуры плавления и теплоты плавления различных твердых веществ изменяются в очень широких пределах. Так, для того чтобы расплавить 1 моль твердого неона, надо затратить 80 кал тепла, а для расплавления 1 моля меди требуется больше 3000 кал. Одни твердые вещества растворяются в воде, образуя растворы, проводящие электрический ток (например, хлористый натрий), другие растворяются в воде, но образующийся раствор не проводит ток (например, сахар). Некоторые твердые вещества растворяются в этиловом спирте, но нерастворимы в воде (например, йод). Твердые вещества различаются также по внешнему виду. Мало общего между прозрачным куском стекла и блестящим куском алюминиевой фольги или между куском угля и прозрачным кристаллом хлористого натрия.

Высокая электропроводность таких веществ, как медь или серебро, известна всем. Измерения электропроводности многих других твердых веществ показывают, что все вещества, которые проводят электрический ток так же хорошо, как медь и серебро, напоминают их и по внешнему виду. Почти все эти хорошие проводники — металлы. Наиболее характерным свойством металла является высокая электропроводность.

Подробнее…

Хотя многие растворы бесцветны и по внешнему виду напоминают чистую воду, они очень сильно различаются по свойствам. Это можно показать на пяти чистых веществах — хлористом натрии, йоде, сахаре, этиловом спирте и воде. Этиловый спирт и вода при комнатной температуре — жидкости, остальные — твердые вещества. Познакомимся со свойствами растворов, которые образуют эти жидкости.

Сначала рассмотрим качественно растворимость твердых веществ в жидкостях. Добавляя небольшое количество каждого твердого вещества в 1 мл жидкости, мы легко обнаруживаем, что сахар растворяется в воде и в этиловом спирте, хлористый натрий хорошо растворяется в воде, но плохо — в этиловом спирте, а йод плохо растворяется в воде, но хорошо — в этиловом спирте. Таким образом, мы видим, что растворяющая способность двух выбранных нами растворителей весьма различна, по крайней мере, по отношению к хлористому натрию, сахару и йоду.

В описанном выше опыте мы получаем четыре раствора, содержащих значительное количество растворенного вещества:

Раствор IV легко отличить от трех остальных. Этот раствор имеет темно- коричневую окраску, три других раствора бесцветны. Их легко различить на вкус, но химики располагают более безопасными и надежными способами. Эти растворы заметно различаются по способности проводить электрический ток. Растворы сахара I и II имеют фактически такую же электропроводность, как и чистые растворители, — они практически не проводят ток. Раствор III проводит ток намного лучше, чем чистая вода.

Подробнее…

Методы познания в химии — параграф 2 ГДЗ химия 8 Рудзитис

1. Какие основные методы познания, используемые в химии, вам известны? Кратко опишите их.

Основные методы химии:

1. Наблюдение: оно всегда целенаправленно, т. е. проводится с некоторой целью — отметить изменение температуры, цвета, образование пузырьков газа или выпадение осадка.
2. Описание: важно не только заметить изменения, но и суметь их зафиксировать — отметить, какие прошли изменения, по истечении какого времени и в каких условиях проводился эксперимент.
3. Химический эксперимент: в органической химии нередко бывает так, что заранее нельзя сказать будет ли проходить реакция между веществами и если да, то какие продукты при этом образуются. Чтобы ответить на эти вопросы нужен эксперимент.
4. Измерение: важно не только зафиксировать изменения в ходе эксперимента, но и сделать качественные измерения — какой объем газа выделился, осадок какой массы выпал.
5. Моделирование: постепенно в жизнь приходят новые, компьютерные технологии. Моделирование позволяет прогнозировать поведение атомов и молекул.

2. Опишите физические свойства: а) меди; б) воды; в) соли.

Медь: золотисто-розовая, плотная (тяжелая), без вкуса и запаха. Гибкая. Хорошо проводит тепло и электрический ток.

Вода: бесцветная прозрачная жидкость без вкуса и запаха. Проводит тепло. Чистая (дистиллированная вода) не проводит электрический ток. Вода с примесями проводит электрический ток. Невысокая температура кипения (100 градусов по Цельсию) и замерзания (0 градусов Цельсия).

Соль: кристаллический порошок белого цвета. Соленая на вкус. Хорошо растворима в воде. Водные растворы соли проводят электрический ток. Сама соль обладает низкой тепло- и электропроводностью.

Тестовые задания

Установите соответствие между веществами и их свойствами.
1) порошок железа
2) порошок серы
А. хорошо проводит электричество
Б. имеет желтый цвет
В. имеет темно-серый цвет
Г. не смачивается водой
Д. имеет металлический блеск
Е. Не проводит электрический ток

1. Порошок железа — А, В, Д.
2. Порошок серы — Б, Г, Е.

Чтобы избежать разбрызгивания смеси при разбавлении концентрированной серной кислоты водой, нужно
1) воду в кислоту добавлять по каплям
2) воду в кислоту добавлять струйкой
3) кислоту в воду добавлять небольшими порциями
4) одновременно вливать воду и кислоту в один сосуд

Ответ: 3) кислоту в воду добавлять небольшими порциями.

Лайфхак как запомнить этот момент: что будет если концентрированная кислота с небольшим содержанием воды попадет на кожу? А если вода с небольшим содержанием кислоты? Вот поэтому кислоту добавляют в воду (возможно разбрызгивание из-за выделяющегося тепла).

Верны ли следующие суждения?
А. При работе со спиртовкой нельзя зажигать одну спиртовку от другой.
Б. Без указания учителя нельзя смешивать неизвестные вещества.
1) верно только А
2) верно только Б
3) оба суждения верны
4) оба суждения неверны

Ответ: 3) оба суждения верны

Безопасные физиотерапевтические методы лечения миомы матки Medical On Group Хабаровск

У 80% женщин, живущих на Земле, при обследовании можно обнаружить бессимптомную миому матки, клинические проявления заболевания появляются только у 30% женщин. Не рассматривая на данный момент хирургические и медикаментозные методы, остановимся на применении очень важных, ответственных и крайне необходимых физиотерапевтических методов лечения миомы.

Физиотерапия предполагает использование различных физических, химических, природных факторов в лечении, они имеют минимум побочных эффектов, легки в применении.

Физиотерапия незаменима в период реабилитации, при профилактике обострений, как способ укрепления организма, поддержания тонуса, работоспособности и хорошего настроения.

Существует мнение, что физиотерапия противопоказана при миоме матки, но медицинская практика подтверждает эффективность отдельных физиотерапевтических процедур в борьбе с этим заболеванием. При выборе физиопроцедуры важно знать, какой именно метод воздействия будет не только полезен и эффективен, но и не принесет дополнительного вреда организму. В первую очередь не желательны процедуры, способствующие активации кровообращения и усиливающие приток крови к матке. Это связано с тем, что активное кровообращение способствует активизации роста клеточных структур миоматозного узла и, следовательно, увеличению размеров самой миомы.

Физиотерапия при миоме матки имеет некоторые ограничения.

Опытные гинекологи не рекомендуют применять при лечении миомы матки процедуры, связанные с повышением уровня эстрогенных гормонов, кроме того, некоторые процедуры способствуют повышению температуры в малом тазу, что способствует росту миомы матки. В лечении миомы матки не применяют лазерное и магнитолазерное воздействие, ультразвуковое воздействие, массаж нижней части живота и поясницы, индукционную физиотерапию, озокерит, инфракраснное облучение, парафин, вибрационные методы воздействия, грязелечение.

В зависимости от выраженности патологического процесса и его активности для каждой пациентки составляется индивидуальный план лечения.

При физиолечении миомы матки применяют низкочастотную магнитотерапию, электрофорез некоторых лекарственных препаратов, бальнеолечение (радоновые, иодобромные ванны), санаторно–курортное лечение (курорты Белокуриха, Пятигорск, Ессентуки и другие).

1. Электрофорез заключается в использовании постоянного электрического тока.

Электрический ток не приводит к нагреву тканей и поэтому может применяться при некоторых формах миомы матки. При помощи электрического тока ткани делаются более восприимчивыми к вводимым лекарствам. Электрофорез при миоме матки помогает восстановить менструальный цикл, снизить синтез эстрогенов, избавиться от межменструальных кровотечений, уменьшить воспалительный процесс в мышце матки, уменьшить боли во время менструаций, хорошо помогает справиться с неприятными симптомами и затормозить рост опухоли.

2. Магнитотерапия стала широко применяться при лечении миомы матки.

Под воздействием магнитных полей меняются электрические процессы в токе крови и лимфы, возникают слабые токи, изменяющие течение обменных процессов, проницаемость клеточных мембран, влияющих на структуру белков, воды, полипептидов и других соединений. Действие магнитного поля на нервную систему характеризуется изменением физиологических и биологических процессов, поведения организма, его условно-рефлекторной деятельности, изменения состава некоторых гормонов. Результатом воздействия магнитного тока является возникающий седативный эффект, благоприятное действие на сон и эмоционального напряжения, улучшение кровоснабжение мозга, снижение тонуса церебральных сосудов, активизация обмена веществ. Все эти действия повышают устойчивость мозга к гипоксии. Магнитные поля применяются в комплексной терапии при гипофункции щитовидной железы способствуя стимуляции ее деятельности.

Магнитные поля улучшают сосудистую и эпителиальную проницаемость, снижают давление в глубоких, поверхностных венах, артериях. Магнитные поля малой интенсивности вызывают гипокоагуляционный эффект, уменьшают тромбообразование. Благодаря данному эффекту магнитотерапия нашла широкое применение при лечении гипертонической болезни, травмах, ранах и их последствиях, миоме матки. Магнитное поле, воздействуя на организм, активизирует обмен углеводов, жиров, уменьшает концентрацию холестерина в крови.

Воздействие магнитным полем не вызывает образования эндогенного тепла, повышения температуры тела и раздражения кожи. Данное лечение хорошо переносится у ослабленных и пожилых больных, страдающих сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

3. Санаторно-курортное лечение можно считать наиболее естественным и физиологичным.

Водолечебные процедуры — один из важнейших методов физиотерапевтического воздействия при лечении миом матки. В лечении применяют йодобромные и радоновые воды. Наиболее эффективно лечение в период ремиссии заболевания. На курортах широко применяют методы физиотерапии с использованием соответствующей техники, диетотерапию, лечебную физкультуру (ЛФК), что позволяет свести к минимуму употребление лекарственных препаратов, а во многих случаях и совершенно от них отказаться. Наши больные в основном лечатся в Белокурихе, Кисловодске, Пятигорске, Выборгском курортном район, Крымском приморье, Владивостоке.

В лечении миом матки могут использовать минеральные воды природного и искусственного происхождения. Главным действующим веществом радоновых ванн является растворенный в воде инертный газ радон, распад которого сопровождается альфа–излучением, и его дочерние продукты, испускающие гамма–излучение. Для приготовления радоновых ванн используют концентрированный раствор радона, получаемый из раствора солей радия. В течение процедуры через кожу пациента в организм проникает не более 1.5% радона. Альфа–излучение газа радона стимулирует дифференцировку клеток кожи, заживление кожных поражений, ожогов.

Продукты распада радона усиливают катаболизм в тканях, пролиферацию, дифференциацию иммунокомпетентных клеток с продукцией иммуноглобулинов, активизируют синтез гликозаминов в соединительной ткани, что вызывает образование рубцов со структурно упорядоченными волокнами грануляционной ткани. Радоновые ванны усиливают обменные процессы, оказывают общее успокаивающее и болеутоляющее действие, нормализуют артериальное давление, улучшают сократительную функцию сердца, пузырьки газа оказывают как местное раздражающее, рефлекторное действие, улучшая дыхание и кровообращение. Такие ванны показаны при хронических полиартритах, остеохондрозе позвоночника, неврозах, заболеваниях периферической нервной системы, гинекологических заболеваниях. Курс лечения включает 12-15 ванн по 6-12 мин, ванны принимают через 1-2 дня.

Ванны оказывают фибромоделирующий, гипоалгезирующий, катоболический, эпителизирующий, иммуностимулирующий, сосудорасширяющий эффекты. В естественных источниках с иодобромными водами (Нальчик, Усть-Качка, Чартак, Сураханы, Кудепста, Ейск) количество йода и брома колеблется от нескольких миллиграммов до сотни миллиграммов в литре воды, причём содержание брома в них больше, чем содержание йода. Йодобромные ванны делают также искусственно. Йод и соли брома проникают в организм через кожу, воздействуя и на кожные нейрорецепторы. Под влиянием йодобромных ванн усиливаются процессы торможения в ЦНС.

Ионы йода включаются в структуру тиреоглобулина, восстанавливают основной обмен в организме, стимулируют синтез белка и окисление углеводородов и липидов, образование антител, снижают уровень холестерина. Накапливаясь в очаге воспаления, ионы йода угнетают повреждение и отек, стимулируют процессы восстановления, ускоряют регенерацию тканей. Ионы брома усиливают торможение в коре головного мозга, ускоряют синтез гормонов гипофиза, гипоталамуса, блокируют проводимость нервных проводников кожи и ослабляют ее болевую и тактильную проводимость. Ванны оказывают репаративный, седативный, липолитический, секреторный, гипокоагуляционный эффекты.

Подведём итог.

Магнитотерапия и электрофорез является единственно возможными безопасными методами физиолечения больных с миомой матки, и зачастую именно магнитотерапия является методикой выбора.

В нашей клинике применяется сертифицированный немецкий аппарат ВTL 5000, с помощью которого можно проводить сеансы электрофореза и магнитотерапии.

Средняя продолжительность воздействия составляет 10-20 мин. Курс лечения состоит из 10-20 ежедневных процедур. Магнитотерапия, применяемая при лечении миомы матки, позволяет нормализовать менструальный цикл, снизить болевые ощущения в нижней части живота, уменьшить количество менструальных выделений, повысить уровень иммунитета, убрать отечность. У некоторых пациенток после этой процедуры уменьшаются размеры матки. Это объясняется стабилизацией работы центральной нервной системы, уменьшения стресса под воздействием магнитных лучей.

Применение физиотерапии в лечении миомы матки оказывает мощное симптоматическое влияние, процедуры имеют минимум побочных эффектов, легки в применении, восстановление после обострений заболеваний проходит легче, применяются при профилактике обострений, а также способствуют укреплению организма, поддержанию тонуса, работоспособности и хорошего настроения.

В нашем международном центре Вы имеете возможность получить уникальный опыт лечения миомы матки в Хабаровске под контролем опытных и компетентных специалистов с многолетним опытом лечения данного заболевания.

Подчеркну, что лечение проводится комплексно с участием сертифицированного опытного врача-физиотерапевта.

Добро пожаловать в наш Международный Медицинский Центр!

С Уважением к Вашему женскому здоровью,

Ирина Викторовна Лаврентьева,

врач ММЦ «Медикал Он Груп», акушер-гинеколог высшей квалификационной категории

Какие вещества проводят электрический ток

Из физики известно, что электрический ток – это направленное движение электрически заряженных частиц. Разные вещества проводят электрический ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества делятся на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут проходить от заряженного тела к незаряженному, в проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц. Хорошие проводники электричества – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и некоторые виды органических веществ. Тело человека также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом. Зарядим электроскоп с помощью эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится Затем дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка тотчас вернётся в исходное положение – к нулю. Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В данном опыте с небольшим зарядом это не опасно, но ощутимо «щёлкает» по пальцам. А большие заряды и токи опасны для жизни и здоровья.

Из металлов лучшие проводники электричества – серебро, медь, алюминий. Даже в обычной водопроводной воде растворено столько всевозможных солей, что она является весьма хорошим проводником, и об этом нельзя забывать, работая с электрооборудованием в условиях повышенной влажности иначе можно получить весьма ощутимый удар током, это опасно.

Проходя через живой организм электрический ток производит разные действия: термическое – ожоги определённых участков тела, нагрев кровеносных сосудов, крови, нервов; электролитическое (или химическое) – разложение крови и других органических жидкостей; биологическое – раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. В результате всего этого могут возникнуть различные нарушения в организме вплоть до полной остановки работы сердца и лёгких.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному, так как в диэлектриках очень мало свободных заряженных частиц. Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы), стекло, плексиглас, сухое дерево и бумага. Изготовленные из диэлектриков тела называются ИЗОЛЯТОРАМИ (от итальянского слова ИЗОЛЯРО – уединять).

Проводники служат для передачи на расстояние электрической энергии (электрического тока), именно из них, в основном, изготавливаются высоковольтные электрические кабели, бытовая электропроводка. Изоляторы используются для обособления, изолирования проводников и обеспечения безопасности людей при работе с электроприборами. Для передачи электроэнергии необходимо собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электрической энергии, проводники, по которым от этого источника электрический ток поступает к потребителям электрической энергии, и сами потребители.

При проведении опытов по электричеству всегда используются и проводники, и диэлектрики. Например, используя два электроскопа, мы зарядили один из них отрицательным зарядом, полученным на эбонитовой палочке при её трении о шерсть. При этом стрелка электроскопа отклонилась, показывая наличие заряда на нём. Если затем взять металлический стержень на изолирующей пластмассовой рукоятке и соединить заряженный электроскоп с незаряженным, то по проводящему ток стержню заряды частично перейдут на второй электроскоп , а вот разрядки электроскопа, как в случае его касания голой рукой, не происходит, так как рукоятка не проводит ток к руке человека. Именно поэтому рукоятки различных инструментов, например отвёрток, плоскогубцев, кусачек, делают из непроводящих материалов.

Основные меры защиты от поражения электрическим током:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения,

• защитное заземление, защитное отключение электроприборов;

• использование по возможности низких напряжений, особенно во влажных помещениях;

• применение двойной изоляции.

Знание и соблюдение правил техники безопасности при работе с электрическим током и различными электроприборами обязательно и для взрослых, и для детей. Чтобы учащимся младших классов было легче запомнить эти правила, можно использовать различные запоминающиеся плакаты, стихи. Примеры я подобрал из различных источников, кое-что придумал сам и оформил как советы по электробезопасности в приложении 1 к моей работе. В приложении 2 приведены меры первой помощи при поражении электрическим током.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Электропроводность веществ можно испытать с помощью специального прибора, но мы использовали обычную электрическую цепь. Главный элемент любой электрической цепи – источник электрического тока. Без него электрическая цепь не будет работать. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и других электроприборов – потребителей электрической энергии, то вы, по сути, подключаетесь к электростанции – производителю этой электроэнергии.

Для того чтобы проверить электропроводность твердых веществ, я собрал электрическую цепь , в которую входили: источник тока, ключ для замыкания и размыкания цепи, лампа для того, чтобы проверить, есть ток или нет, и контакты для подключения вещества в цепь.

Когда контакты помещают в вещество, становится ясно, проводит ли это вещество ток. Если вещество проводит электрический ток, цепь замыкается, и лампочка загорается . Если вещество неэлектропроводно, цепь остается разомкнутой, и лампочка не горит.

Опыт 1. Исследование твердых веществ.

В таблице 1 указаны десять твердых веществ, которые мы исследовали на электропроводность. В результате проверки выяснилось,

Таблица 1.

алюминий + пластмасса –

сталь + стекло –

латунь + орг. стекло –

медь + магнит –

древесина – резина – что алюминий, сталь, латунь, медь проводят электрический ток, а древесина, пластмасса, стекло, оргстекло, магнит и резина не проводят электрический ток.

Опыт 2. Исследование жидких веществ.

Для того, чтобы проверить электропроводность жидких веществ, мы изменили электрическую цепь (рис.  5). Кроме источника тока и ключа в цепь добавили амперметр вместо лампы и электролитический стакан вместо контактов.

Таблица 2.

чистая вода –

раствор поваренной соли +

раствор медного купороса +

раствор морской соли +

раствор сахара –

В электролитический стакан мы помещали разные жидкости. Если у амперметра при замыкании цепи стрелка отклонялась, значит, данная жидкость проводит электрический ток.

В результате нашего эксперимента выяснилось, что раствор поваренной соли, медного купороса и морской соли проводит электрический ток, а чистая вода и сахарный сироп – нет .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые опыты подтвердили, что некоторые вещества хорошо проводят ток, это различные металлы и растворы солей. Другие твёрдые и жидкие вещества являются диэлектриками, т. е. непроводниками, это пластмассы или резина, из которых делают изоляцию электропроводов и корпуса электрических приборов, и многие другие вещества.

Моя работа достаточно важна для меня и других школьников, так как для безопасной работы с электрическими приборами дома и в школе нужно знать, как поступать в некоторых жизненных ситуациях. Например, человека ударило током от оборванного провода. Ни в коем случае нельзя трогать этот провод и человека голыми руками. Нужно отодвинуть провод с помощью какого-то не проводящего ток предмета, например сухой деревянной палки.

Чтобы научить учеников младших классов правилам электробезопасности, можно использовать подготовленные мной советы.

Прозрачный натрий

Экспериментаторы и теоретики из нескольких стран сначала предсказали, а
затем получили и объяснили необычную кристаллическую модификацию
натрия, которая формируется только при очень сильном сжатии. О своей
работе они рассказали в статье, которая 12 марта появилась в журнале
Nature.

Как выглядит натрий, все мы узнаем на уроках химии в средней
школе. Это мягкий и пластичный серебристо-белый металл, тонкие слои
которого имеют фиолетовый оттенок. Свежий срез натрия красиво блестит,
но быстро темнеет, поскольку на воздухе натрий покрывается окисной
пленкой. Поэтому натрий приходится хранить в сосудах с керосином или
минеральным маслом. По той же причине на Земле он в свободном состоянии
не встречается, однако присутствует в виде многочисленных соединений.
Наверное, самое известное из них – это поваренная соль, хлористый
натрий.

Ядро атома натрия окружено 11 электронами, распределенными по
трем слоям. Внутренняя оболочка содержит пару электронов, промежуточная
– восемь, внешняя – только один. С ним атом натрия расстается без
всяких затруднений, а потому легко вступает в соединение с кислородом
(иначе говоря, окисляется) и многими другими элементами. Поскольку в
кристалле натрия внешние электроны переходят в коллективное
пользование, он хорошо проводит тепло и электрический ток и вообще
является типичным металлом. Как и положено уважающему себя металлу, он
оптически непрозрачен.

Физики уже давно обнаружили, что этот элемент
весьма своеобразно реагирует на сильное сжатие. Многие твердые вещества
в такой ситуации переходят в жидкую фазу при более высоких
температурах, нежели при атмосферном давлении. Натрий тоже подчиняется
этому правилу, но только до поры до времени. Кристаллический натрий в
обычных условиях плавится примерно при 98 градусах Цельсия. При сжатии
до 300 тысяч атмосфер его температура плавления зашкаливает за 800
градусов, однако затем начинает падать и под давлением в 1,2 миллиона
атмосфер доходит до комнатной температуры (причины этого эффекта пока
непонятны). В физической литературе даже высказывались предположения,
что жидкий натрий в экстремальных условиях может обрести
сверхпроводимость или сверхтекучесть.

Теперь исследователи из
Соединенных Штатов, КНР, Германии и России обнаружили еще один
натриевый сюрприз. Оказалось, что при очень высоких давлениях натрий
теряет металлические свойства и превращается в диэлектрик. При этом он
сначала чернеет (для этого его надо сдавить до полутора миллионов
атмосфер), а затем, при приближении к двум миллионам атмосфер, краснеет
и начинает пропускать свет. Расчеты показывают, что под давлением в 3,2
миллиона атмосфер натрий должен выглядеть подобно обычному бесцветному
стеклу.

Как было сделано это открытие и чем оно объясняется? О этом
нашей редакции рассказал один из авторов статьи в журнале Nature Артем
Оганов, профессор кристаллографии университета штата Нью-Йорк в Стони
Брук.

А.О.: Все началось с визита китайского физика Янминга Ма, который
приехал к нам в университет в 2005 году. Он присоединился к моей
группе, чтобы изучить разработанные мною методы квантовомеханического
предсказания кристаллических структур. Интересно, что к тому времени он
был полным профессором Гиринского университета, но у нас
удовольствовался просто временной двухлетней должностью постдока.

Гость,
а теперь уже и друг из КНР прекрасно освоил наши методики и
теоретически изучил поведение многих элементов под высоким давлением.
На основе этих вычислений он пришел к заключению, что натрий при
высоких давлениях должен приобретать очень странную структуру и из
проводника превращаться в изолятор, причем прозрачный. К тому времени
уже было известно, что натрий при сильном сжатии демонстрирует много
аномалий, но предсказания Ма даже на этом фоне выглядели очень
странно.

Математика есть математика, с ней не поспоришь. Мы с Янмингом
Ма создали химическую картину этого явления, оформили вычисления в
статью и послали ее в Nature. Однако редактор рукопись завернула. Она
сказала, что сумасшедшие предсказания делать нетрудно, но надо
доказать, что они подтверждаются в лаборатории. Тогда мы нашли
экспериментатора, нашего соотечественника Михаила Еремца.

Это очень
крупный специалст в области физики высоких давлений, сейчас он работает
в Майнце, в Химическом институте общества Макса Планка. Он вместе с
коллегами приготовил чрезвычайно качественные образцы натрия и сжал их
в алмазном прессе до сверхвысоких давлений. Уже в первой серии
экспериментов выяснилось, что натрий ведет себя в полном соответствии с
нашими предсказаниями. Группе Еремца удалось дойти до двух миллионов
атмосфер, и тогда натрий действительно покраснел и стал пропускать
свет. После этого мы сделали с ними совместную статью, которая теперь и
публикуется в Nature.

А.Л.: Артем, но почему же все-таки натрий делается
диэлектриком?

А.О.: В этом и состоит изюминка. Диэлектрики при сильном
сжатии часто приобретают металлические свойства, это вполне обычная
вещь. Причина понятна – при сближении атомов кристаллической решетки
электроны легче объединяются и обретают повышенную подвижность. Отсюда
вроде бы следует, что металл при сжатии уж точно должен оставаться
металлом.

А вот для натрия эти рассуждения не проходят. Оказалось, что
когда его атомы сближаются примерно в пять раз по сравнению с нормой,
внешние электроны собираются в сгустки, которые локализуются в
определенных местах внутри решетки. В результате атомы превращаются в
положительные ионы, между которыми располагаются отрицательно
заряженные облачка из спаренных электронов. Эти электроны локализованы,
проще говоря, привязаны к своим местам. Поэтому они не могут свободно
перемещаться и, следовательно, оказываются не в состоянии проводить
электрический ток. Так и получается, что натрий делается
диэлектриком.

А.Л.: Скажите, Артем, этот результат может выйти за
пределы собственно кристаллографии?

А.О.: Я думаю, что он имееет все
шансы заинтересовать планетологов. Диэлектрические состояния, которые
мы описали, в принципе могут возникать в недрах гигантских планет, где
господствуют фантастические давления. Думаю, что их удастся
детектировать с помощью магнитных измерений.

А.Л.: Ну, это, конечно,
задача на будущее. А пока спасибо за беседу.

В заключение стоит кое-что
добавить. Полтора года назад, в сентябре 2007 года, физики из
Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса сообщили, что в
сильно сжатом жидком натрии могут возникать внутренние пустоты, которые
служат ловушками для электронов. А вот теперь выяснилось, что подобные
зоны электронного пленения появляются и в натриевых кристаллах. В самом
деле, это очень любопытный элемент.

Ртуть, электропроводность — Справочник химика 21

    Простые вещества по свойствам составляющих их элементов делятся на металлы и неметаллы. Металлы имеют ряд общих свойств. Это — металлический блеск, высокая теплопроводность и электропроводность. Бее металлы, кроме ртути, при нормальных условиях (температура 0°С, давление 1 атм.) являются твердыми веществами, прочными и пластичными. Металлы обладают более высокими восстановительными свойствами, чем неметаллы. Подробнее о металлах и неметаллах разговор пойдет в главе 2 и в главе 7, В приведенной на форзаце Периодической системе элементов разными цветами выделены типичные металлы и неметаллы. [c.10]









    Наиболее изученный из всех четырех элементов — лантан — проводит электрический ток почти вдвое лучше ртути. Электропроводность иттрия и скандия немного ниже. [c.228]

    Способность тел проводить электричество называется их электропроводностью. Если принять электропроводность ртути при 0° С равной 1, то для других тел она выразится следующим образом  [c.55]

    Здесь и далее электропроводность ртути принята за единицу. [c.277]

    Электропроводность расплавленных солей, как правило, с температурой увеличивается (исключение составляют соли ртути, индия и некоторые другие). Особенно быстро увеличивается электропроводность при температурах, незначительно превышающих температуры плавления. [c.452]

    Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. При прохождении электрического тока через металлические проводники не происходит переноса частиц металла (электронная проводимость, или проводимость первого рода). По способности проводить тепло и электричество металлы располагаются приблизительно в одном и том же порядке лучшие проводники —серебро и медь, затем золото, алюминий, железо и худшие —свинец и ртуть. Следовательно, между теплопроводностью металлов и их электропроводностью наблюдается почти постоянное соотношение. [c.297]

    Конвективный ток зарядов внутренней обкладки замыкается омическим током, который течет внутра капли ртути. Электропроводность ртути велика по сравнению с электропроводностью раствора, поэтому возникающим падением потенциала можно пренебречь. Это условие [c.500]

    Существенные сведения относительно природы химической связи в металлах можно получить на основании двух характерных особенностей по сравнению с ковалентными и ионными соединениями. Металлы, во-первых, отличаются от других веществ высокой электропроводностью и теплопроводностью, во-вторых, в обычных условиях являются кристаллическими веществами (за исключением ртути), структуры которых характеризуются высокими координационными числами. [c.104]

    Ка —> Ка+ + е НгО + е —> ОН + 1/2Н2 В результате разложения образуются едкий натр и водород. Вследствие высокого перенапряжения водорода на ртути процесс протекает очень медленно. Для ускорения процесса разложения амальгаму натрия необходимо ввести в контакт с металлом или другим электропроводным материалом, имеющим низкое перенапряжение водорода. Металл и амальгама образуют короткозамкнутый элемент, при работе которого водород будет выделяться на металле, а натрий переходить в раствор. [c.162]

    Электропроводность расплавленной ионной соли обычно на один-два порядка превышает электропроводность водного раствора того же электролита. Так, например, удельная электропроводность расплава КС1 при 800°С равна 24,2 См/м, тогда как удельная электропроводность водного раствора хлорида калия Проводимость расплавов остается, однако, на 3—4 порядка ниже проводимости жидких металлов, например ртути. Для сравнения электропроводности различных расплавленных солей, как и водных растворов, используют эквивалентную электропроводность. Однако при рассмотрении расплавов возникает проблема, связанная с сильной зависимостью Л от температуры и с необходимостью выбора соответствующей температуры сравнения, тем более что температуры плавления разных веществ существенно отличны. Особенно резкое изменение электропроводности происходит вблизи температуры плавления, так как при плавлении разрушается (диссоциирует) ионная решетка. Обычно сравнивают величины Л при абсолютных температурах, превышающих на 10% абсолютную температуру плавления. При этом, по-видимому, наступает практически полная диссоциация кристаллической решетки. [c.90]

    Здесь и далее условно за единицу электропроводности принята электропроводность ртути. [c.372]

    Лантаноиды ковки, имеют относительно невысокую твердость, по электропроводности сходны с ртутью. [c.551]

    Металлические решетки образуют простые вещества большинства элементов периодической системы — металлы. По прочности. металлические решетки находятся между атомными и молекулярными кристаллическими решетками. Это связано с тем, что металлической связи присущи и характерные черты ковалентной связи, и отдельные черты дальнодействующей связи. Металлические решетки бывают и малопрочные, например, ртуть — жидкая. Металлам свойственны непрозрачность, характерный металлический блеск, хорошая тепло- и электропроводность и другие характерные свойства. Упрощенно металлическая решетка представляется в виде положительно заряженных ионов, располагающихся в узлах ее, и электронов, двигающихся между ними. Атомы металлов, с характерным для них дефицитом валентных электронов, должны иметь как можно больше соседних атомов, чтобы этот дефицит компенсировать за счет электронов соседей. Поэтому координационное число здесь достигает больших значений (8—12). [c.161]

    По физическим свойствам все металлы — твердые вещества (кроме ртути, которая при обычных условиях жидкая), они отличаются от неметаллов особым видом связи (металлическая связь). Валентные электроны слабо связаны с конкретным атомом и внутри каждого металла существует так называемый электронный газ. Поэтому все металлы обладают высокой электропроводностью (т. е. они — проводники в отличие от неметаллов-диэлектриков), особенно медь, серебро, золото, ртуть и алюминий высока и теплопроводность металлов. Отличительным свойством многих металлов является их пластичность (ковкость), вследствие чего они могут быть прокатаны в тонкие листы (фольгу) и вытянуты в проволоку (олово, алюминий и др.), однако встречаются и достаточно хрупкие металлы (цинк, сурьма, висмут). [c.157]

    Измерение электропроводности растворов уксуснокислых солей ртути, меди и других тяжелых металлов показывает, что такие соли очень мало диссоциируют. Это характеризует наличие прочной химической связи между анионом СН3СОО и катионом. Образуют,иеся соли или более сложные по составу соединения диссоциируют часто также мало, и в этом отношении подобны комплексным аммиакатам ионов металлов и другим комплексным соединениям. Таким образом, солеобразующая группа — СООН является в то же время и комплексообразующей группой, причем образование комплексных групп происходит одновременно с замещением иона водорода на ион металла. Поэтому состояние равновесия существенно зависит от кислотности раствора. [c.98]

    Они обладают очень хорошей удельной электропроводностью электропроводность лития в 10,9, натрия — в 22, калия — в 15, рубидия — в 8 и цезия — в 5,2 раза больше электропроводности ртути (при 0 С). Несмотря на это, натрий как проводник далеко уступает лучшему проводнику — серебру, по отношению к которому сопротивление натрия в три раза больше. [c.232]

    Физические свойства. Ртуть представляет собой серебристо-белый жидкий металл. Физические константы ее приведены в табл. 121. Удельная электропроводность ртути при 0° С равна 58% электропроводности серебра. Электропроводность ртути является стандартной единицей сопротивления — столбик ртути сечением в 1 мм и длиной в 106,3 см оказывает сопротивление в 1 ом. Молекулы ртути в парах моноатомны. [c.424]

    Электропроводность а-марганца примерно в 3 раза ниже, а жидкого — примерно в 2,5 раза выше, чем у ртути (при обычных условиях). Как видно из рис. V11-24, аллотропия марганца отчетливо сказывается на характере изменения его электропроводности (и на растворимости в нем водорода). [c.301]

    Графит хорошо проводит тепло (в 3 раза лучше ртути) и обладает близкой к металлам электропроводностью (0,1 от электропроводности ртути). И электро- и теплопроводность больше параллельно слоям, чем перпендикулярно им. Максимум теплопроводности графита наблюдается около 0°С, а электропроводности — около 600 °С. Механическая прочность графита при переходе от обычных температур к 2500 °С возрастает почти вдвое. Его сжимаемость примерно в 20 раз больше сжимаемости алмаза. Заметное окисление графита при нагревании на воздухе наступает лишь выше 700 С. [c.502]

    Электропроводность расплавленных солей, за исключением некоторых (соли ртути и индия), с температурой увеличивается. Особенно быстро увеличивается электропроводность при температурах, незначительно превышающих температуру плавления. В табл. 14.6 приведены удельные электропроводности некоторых [c.313]

    Атомы металлов в твердой и жидкой фазах образуют в основном плотноупакованные структуры. При плавлении металлов электропроводность а обычно падает примерно в 1,5—2 раза. При повышении температуры жидкого металла электропроводность уменьшается, но медленнее, чем у твердых металлов. В жидких свинце и висмуте электропроводность почти не зависит от температуры, а у жидких цинка, кадмия и ртути она даже растет с увеличением температуры. Число электронов проводимости в единице объема жидких металлов часто почти совпадает с числом валентных электронов. Подвижность электронов в металлах, как было показано А. Р. Регелем [7], при плавлении меняется мало. Плотность жидких металлов меняется при их затвердевании незначительно. Сжимаемость жидких металлов, как и твердых, мала. Она примерно на порядок меньше сжимаемости жидких диэлектриков. [c.169]

    Хотя среднее число почти свободных электронов на один атом у всех металлов подгруппы цинка близко к двум, поведение электронов ртути во многом аномально. Ее электропроводность почти в три раза меньше, чем у цинка и кадмия, и быстро растет с увеличением давления. Термоэлектродвижущая сила ртути тоже аномально велика. [c.197]

    Связи между атомами углерода одной и той же плоскости в решетке графита имеют типичный ковалентный характер. Отдельные плоскости связаны друг с другом в основном межмолекулярными силами, но отчасти между ними действуют и металлические связи (примерно один свободный электрон на 18 тыс. атомов углерода). Наличием последних обусловлена высокая электропроводность графита (0,1 от электропроводности ртути) и его хорошая теплопроводность (в три раза больше, чем у ртути). [c.300]

    Электропроводность тория примерно в 5 раз, а урана в 3 раза выше электропроводности ртути. [c.370]

    В случае использования активных веществ с низкой электропроводностью для повышения коэффициента использования применяется электропроводная добавка графита и сажи, которая образует токоотвод от большинства частиц активного вещества. Подобные добавки используются в активных массах, содержащих окись ртути, двуокись марганца. [c.30]

    Для протекания токообразующей реакции необходимо поступление электронов к каждой частице окиси ртути, которая имеет очень низкую электропроводность в отличие от обычно применяемых разновидностей двуокиси марганца. Электропро- щ водной добавкой, обеспечивающей подвод электронов при разрядке к каждой частице окиси ртути, является графит. [c.252]

    Примером синтеза прямой конденсацией может служить получение золя ртути. Для этого Нордлунд пропускал пары ртути через слой воды и. получал довольно высокодисперсную эмульсию ртутц в воде. Аналогичным способом могут быть получены золн серы, селена и теллура. Путем конденсации в жидкости паров меди, серебра, золота и платины,. полученных в вольтовой дуге, можно получить соответствующие золи в воде, спиртах, глицерине или бензоле. Строение мицелл этих золей мало изучено. Стабилизатором при получении всех этих систем служат окислы веществ, получающиеся при соприкосновении их паров с воздухом при высокой температуре. Образование в таких условиях окислов, обладающих свойствами электролитов, подтверждается заметным возрастанием электропроводности системы. Однако более стойкие-золи получаются в том случае, если в воду, в которой происходит конденсация паров, вводят стабилизующие электролиты. [c.245]

    Свойства металлов з- и р-элементов. Как известно, металлическая связь является многоцентровой, многоэлектронной и нелока-лизованной связью. Металлы отличаются тем, что у них по-разному заполнены электронами валентные энергетические зоны и зоны проводимости. -Металлы хорошие проводники электрического тока. Электрбпроводность р-металлов, как правило, много ниже. Так, натрий проводит ток примерно в 20 раз, олово в 6,7 раза, а сурьма только в 2,5 раза лучше ртути, электропроводность которой равна 1,06-10 ° мк-0м-м2 (273 К). [c.400]

    Металлы отличаются характерным металлп геским блеском, ковкостью, тягучестью, могут прокатываться в листы или вытягиваться в нроволому, обладают хорошей тепло- и электропроводностью. При компатноп температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии. [c.39]

    Активная масса положительного электрода состоит из к15асной окиси ртути, к которой для повышения электропроводности добавляют 5—107о графита. Эту смесь запрессовывают в стальной корпус элемента. В одном из видов окиснортутных элементов активную массу отрицательного электрода составляет порошок цинка с добавкой / 1% ртути, которые запрессовывают в крышку элемента. Между электродами прокладывают фильтровальную бумагу. В качестве электролита (в виде геля или жидкости) применяют 36—40%-ный раствор едкого кали с добавкой 5% окиси цинка. В другом виде oки нopтytныx элементов отрицательным электродом служит металлизированная цинком бумага или фольга из амаль-гам.ированного цинка. Применение электродов с большой поверхностью (из порошкообраз ного цинка или фольги) вызвано необходимостью уменьшить пассивацию цинка. [c.877]

    Из уравнения (38.7) видно, что скорость движения поверхности ртути падает при увеличении электропроводности раствора. Из соотношения (38.7) и условия (ЭУ//( е = О можно рассчитать заряд Втах, при котором ток максимален  [c.207]

    Хорошо известны меркаптиды (тиолаты) тяжелых металлов. Из них наиболее распространены соли ртути, меди, серебра, висмута, олова и свинца. Соли свинца, например, издавна используются в зарубежной практике для очистки бензинов от меркаптанов ( докторские растворы ). Меркаптиды серебра могут быть использованы для получения серебряных поверхностей с хорошей электропроводностью на керамике. Имеются сведения о применении фторсодержащих меркаптанов в виде защитных пленок, предохраняющих металлы от атмосферной коррозии. Металлические соли некоторых аминомеркантаносоединений применяются в качестве, медицинских препаратов. [c.29]

    Электропроводность рения в 4,5 раза выше, чем у ртути, и при обучных температурах в 4 раза меньше, чем у вольфрама (при 2500 °С—в 1,6 раза меньше). Металл этот пригоден для изготовления нитей электроламп, более прочных и долговечных, чем обычные вольфрамовые. Рений является также хорошим катализатором некоторых органических реакций. В виде сплава с платиной он применяется для изготовления термоэлементов. [c.301]

    В кристаллическом состоянии кремний хорощо проводит тепло. Его электропройодность составляет 0,007 (для обычного) —0,000001 (для особо чистого) от электропроводности ртути, причем при нагревании она не понижается (как то характерно для металлов), а повышается. Повышается она и с увеличением давления, а при 120 тыс. ат кремний приобретает свойства металла. Теплота плавления кремния равна II, теплота атомизации — 108 ккал1г-атом. [c.587]

    Плотность, г/см Твердость по шкале Моося Тпл, К КИП к Электропроводность (293 К) (здесь и далее относительнв ртути) 0,5 0,6 453 1613 11,2 1,8 4 1558 2743 15,1  [c.401]

    Если в качестве критерия ирименягь электропроводность водных растворов, сильными электролитами оказываются почти все соли, щелочи и сильные кислоты. Слабые кислоты и основания, а также некоторые соли [хлорид ртути (II), бромид кадмия и др.] представляют собой слабые электролиты. При изменении раство- [c.27]

Жизненно важно для тепла и энергии — чего вы никогда не знали о соленой воде

Ваш язык — детектор соли — он растворяет твердые кристаллы соли, посыпанные на чипсы, для создания интенсивного вкусового ощущения.

Но соль гораздо важнее, чем просто пищевая добавка.

Соленая вода — буквально самое распространенное вещество на поверхности Земли, и это действительно важно — для жизни и для планеты.

Вот пять вещей, которые удивят вас в простой старой соленой воде.

1. Соленая вода передает электрические сигналы, которые делают возможной жизнь

Соленая вода образуется, когда твердая соль, такая как поваренная соль (хлорид натрия), добавляется к воде и распадается на отдельные свободно движущиеся частицы, называемые ионами. Есть много видов соленой воды, в зависимости от того, какие ионы присутствуют.

Эти ионы действуют как воздушный шарик, который натирают о ваши волосы.Они несут электрический заряд и позволяют соленой воде проводить электричество.

Ваше тело использует соленую воду для передачи электрических сигналов, которые заставляют ваше сердце биться, а мозг — думать. Для этого в организме есть специальные молекулы, называемые ионными насосами, которые перемещают эти ионы. Многие заболевания возникают из-за неисправности этих ионных насосов.

Также имеет значение, какие ионы несут эти сигналы. Например, замена натрия его ближайшими родственниками по элементам в периодической таблице дает либо лечение биполярного заболевания в случае лития, либо смертельный ингредиент для инъекций в случае калия.

Гольфстрим — это огромный поток воды к северу от тропиков.

2. Соленая вода действует как конвейерная лента, переносящая тепло вокруг планеты

Как стало известно из фильма «Послезавтра», Европу и Северную Америку согревает Гольфстрим, массивное течение теплой воды, текущее на север из тропиков.

Это течение вызвано изменениями солености воды океана.Зимой, когда полярные ледяные шапки замерзают, вода в окружающем океане становится более соленой. Более соленая вода тяжелее и поэтому опускается на морское дно, перемешивая океан и вызывая эти течения.

Поскольку изменение климата тает ледяные шапки, эти течения могут быть нарушены. Это нарушит поток тепла и питательных веществ по всему миру сложным образом.

3. Для удаления углекислого газа из воздуха можно использовать соленую воду.

Чтобы предотвратить наихудшие последствия изменения климата, нам необходимо извлекать из воздуха углекислый газ (CO₂) и хранить его в больших количествах.Океан в настоящее время уже делает это, удаляя более четверти всего CO₂, который люди выбрасывают в воздух.

CO₂ реагирует с водой с образованием ионов, которые увеличивают кислотность океана, что является серьезной проблемой для животных, живущих в нем.

Но мы могли бы использовать этот эффект себе во благо. Преднамеренное воздействие на большие объемы воздуха воды, содержащей ионы калия (аналогично соленой воде), может эффективно улавливать CO₂ очень экономично. Это может быть сделано там, где электроэнергия дешевая и есть место для хранения CO₂.

4. Строительство аккумуляторов, использующих соленую воду, может решить проблемы хранения энергии

Ветряные электростанции и солнечные панели очень эффективны для улавливания энергии, но для решения проблемы изменения климата нам нужны новые и более дешевые способы хранения энергии.

Грелки для рук в форме сердца! Литий-ионные батареи

— это наиболее распространенная технология, в которой ионы лития, растворенные в жидкости, переносят электричество между положительной и отрицательной клеммами батареи.Используемая в настоящее время жидкость стоит дорого, замедляет зарядку аккумулятора и может загореться.

Замена этой жидкости соленой водой — ключевая цель исследования аккумуляторов с ожидаемыми преимуществами в плане стоимости и безопасности. Эти типы аккумуляторов также проще в производстве, что важно для удовлетворения растущего спроса на аккумуляторы.

Подробнее: Аккумулятор на водной основе — шаг вперед для возобновляемых источников энергии

5. Но мы все еще не можем предсказать даже простейшие свойства соленой воды

За последнее столетие была признана важность понимания соленой воды — над этой проблемой работали некоторые из величайших ученых, получивших Нобелевскую премию.

Сегодня мы все еще добиваемся впечатляющих успехов в этом вопросе, отчасти за счет использования мощных суперкомпьютеров и квантовой механики для моделирования поведения соленой воды.

К сожалению, нашей способности предсказывать свойства соленой воды еще предстоит долгий путь. Например, очень соленая вода может превратиться в перенасыщенный раствор, который можно использовать для согревания рук.

Если этот тип раствора оставить на достаточно долгое время, он спонтанно образует твердую соль, но наши теоретические прогнозы относительно того, сколько времени это займет, буквально более чем в квадриллион раз превышают скорость.Масштабы этого просчета говорят нам, что мы упускаем что-то важное!

Изучение простой соленой воды — трудная задача по сравнению с более захватывающей наукой о черных дырах или лечении рака. Но это не значит, что это менее важно.

На самом деле, понимание соленой воды жизненно важно для понимания нашего собственного тела и нашей собственной планеты. Возможно, это даже ключ к их спасению.

Тимоти Дуиньян, научный сотрудник по хранению энергии, Квинслендский университет

Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons.Прочтите оригинальную статью.

Недорогой и стабильный — аккумулятор для соленой воды.

Предоставлено
Разговор

Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons.Прочтите оригинальную статью.

Ссылка :
Жизненно важно для жизни, тепла и энергии — чего вы никогда не знали о соленой воде (2018, 14 сентября)
получено 24 августа 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2018-09-vital-life-power-know-salt.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Соленая вода — плохой проводник? — Мворганизация.org

Соленая вода — плохой проводник?

Когда кислота, основание или соль растворяются в воде, молекулы распадаются на электрически заряженные частицы, называемые ионами. Растворы с ионами проводят электричество. Поскольку в чистой воде мало ионов, она является плохим проводником. Незаряженные молекулы, растворяющиеся в воде, как сахар, не проводят электричество.

Является ли соленая вода более проводящей, чем пресная?

Морская вода обладает уникальными свойствами: она соленая, ее температура замерзания немного ниже, чем у пресной воды, ее плотность немного выше, ее электропроводность намного выше, и она немного щелочная.Дистиллированная вода чистая и не содержит солей; таким образом, это очень плохой проводник электричества.

Соленая вода является лучшим проводником, чем обычная вода?

Пояснение: Электропроводность воды зависит от концентрации растворенных ионов в растворе. Это потому, что соль хлорида натрия диссоциирует на ионы. Следовательно, морская вода примерно в миллион раз более проводящая, чем пресная.

Является ли соль хорошим проводником тепла?

Сама по себе соль не является хорошим проводником тепла, но раствор соли в воде проводит тепло.Соленая вода — хороший проводник, потому что это ионное соединение. При растворении распадается на ионы. В этом случае ионы являются хорошими носителями заряда, а это то, что нужно электричеству.

Соленая вода удерживает больше тепла?

Пресная вода удерживает тепло дольше, чем соленая вода, потому что добавление соли снижает теплоемкость раствора по сравнению с чистой водой. Более низкая теплоемкость означает, что соленая вода нагревается и остывает быстрее, чем пресная вода при тех же условиях.

Соленая вода дольше остается горячей?

Согласно исследованиям, соленая вода дольше всего удерживает тепло, потому что в морской воде больше молекул, чем в пресной.

Морская вода остывает быстрее?

Однако соленая ледяная вода может стать намного холоднее обычной. Хотя соленый лед 0 ° F будет таять, его температура не повысится до 32 ° F, как в обычной воде. Вместо этого соль превратит его в воду с температурой 0 ° F. А поскольку водяная баня холоднее, пиво остынет быстрее.

Соль полностью тает?

В чистом виде вода замерзает при температуре 0 ° C или 32 ° F. Используя соль, можно снизить температуру замерзания, что заставит лед таять и предотвратит замерзание или повторное замерзание воды. Когда соль касается этой воды, она начинает растворяться, что приводит к понижению температуры замерзания и таянию льда, окружающего ее.

Что охлаждает быстрее, соленая или пресная вода?

Плотность морской воды изменяется немного быстрее, когда она остывает, чем пресная, что означает, что она может двигаться быстрее, когда вы кладете в нее кубик льда, что помогает растопить лед, но она также более вязкая, поэтому ее труднее перемещать. что замедляет процесс плавления.пресная вода.

Соленая вода тает медленнее?

Нет, соленая вода (в этой ситуации) не тает медленнее. Поскольку он начинает таять холоднее, тепло будет поступать в него быстрее. На грамм воды будет адсорбировано немного меньше тепла: будет как теплота плавления воды за вычетом теплоты растворения, так и теплота смешивания воды с солью.

Почему в соленой воде кубики льда тают медленнее?

Морская вода замерзает при температуре ниже 32 градусов по Фаренгейту, при которой замерзает пресная вода.Разница между температурой воздуха и точкой замерзания соленой воды больше, чем разница между температурой воздуха и точкой замерзания пресной воды. Это заставляет лед с солью таять быстрее.

Эффект нагрева поваренной соли и парафина

Проводимость

Электричество и магнетизм

Эффект нагрева поваренной соли и парафина

Практическая деятельность
для 14-16

Демонстрация

Эти два материала демонстрируют контрастирующие эффекты при нагревании.

Аппаратура и материалы

• Источник питания, низкое напряжение, переменное
• Амперметр демонстрационный, 1 А
• Реостат
• Тигель малый
• Треугольник труба-глина
• Штатив
• Горелка Бунзена
• Соль поваренная
• Парафин
• Медная проволока жесткая
• Поводки и зажимы «крокодилы»

Примечания по охране труда и технике безопасности

Температура плавления хлорида натрия -800 ° C.Надевайте защиту для глаз при нагревании тигля и соли и используйте защитный экран для защиты наблюдателей.

Отрегулируйте сопротивление цепи, чтобы ток не превышал примерно 100 мА, и обеспечьте разумный уровень вентиляции для рассеивания выделяемого газообразного хлора.

Количество выделяемого хлора должно быть очень низким, но будьте осторожны с учениками, страдающими астмой.

На отрицательном электроде будет небольшое количество металлического натрия, которое потребует осторожности при утилизации отходов.

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Процедура

1. Насыпьте небольшое количество соли на дно тигля. Поддержите две жесткие медные проволоки так, чтобы они доходили до дна тигля и электрически контактировали с солью. Подключите цепь.
2. Заметив, что твердая соль не проводит электричество, снимите электроды с соли (они являются отличными проводниками тепла и отводят слишком много энергии), сильно нагрейте тигель, пока соль не расплавится.
3. Замените электроды и отрегулируйте реостат, чтобы показать ток около 1 А. Снимите горелку и дайте соли остыть; ток быстро падает до нуля.
4. Повторите эксперимент, используя парафиновый воск вместо соли.

Учебные заметки

• Хлорид натрия ведет себя как изолятор до тех пор, пока почти не достигнет точки плавления, а затем легко проводит ток. После расплавления он ведет себя как электролит, а ионы натрия и хлора дрейфуют в противоположных направлениях к электродам.Это обеспечивает способ получения чистого натрия из хлорида натрия.
• Парафин-воск остается изолятором даже после расплавления. Он состоит из длинноцепочечных молекул, состоящих из атомов углерода и водорода. Оба конца молекулы неактивны и поэтому вряд ли несут электрический заряд.

Этот эксперимент был проверен на безопасность в декабре 2006 г.

Электропроводность растворов

Электропроводность растворов

Чистая вода плохо проводит электричество.Однако когда определенные
вещества растворяются в воде, раствор действительно проводит электричество. Ты
можно сделать простое устройство, показывающее, насколько хорошо раствор проводит электричество.
Это устройство использует лампочку фонарика, чтобы указать, насколько хорошо раствор проводит
электричество. Чем лучше раствор проводит электричество, тем ярче лампочка.
будет светиться.

Тестер проводимости

Для изготовления измерителя электропроводности вам потребуется:

● адаптер переменного тока на 12 В

Преобразует электричество 110 вольт из розетки в более безопасное
12 вольт.Это должно быть 12 вольт переменного тока, а не постоянного, потому что постоянный ток здесь не работает.
У вас может быть в доме подходящий адаптер от старого устройства, которое вы
больше не использую, или вы можете получить его в магазине электроники (например, Радио
Хижина, каталожный номер 273-1631).

● аудиокабель с монофоническим штекером 1/4 или 1/8 дюйма на одном конце

Пробка станет датчиком для проверки проводимости. У вас в доме может быть неиспользованный кабель.
То, что находится на другом конце, не имеет значения, потому что оно будет удалено.Вы можете
также приобретите подходящий комплект разъемов и кабелей в магазине электроники.
(например, Radio Shack, каталожный номер 42-2381).

● a
Лампа и патрон для фонарика 12 В

Лампа наглядно показывает, как
материал хорошо проводит электричество. Вы можете получить их из
магазин электроники (например, Radio Shack, каталожные номера 272-1143 для
лампочка и 272-357 для патрона).

● a
брусок размером 4 на 4 на 1 дюйм

Электрические соединения будут выполнены на этом
блок, и на него тоже будет крепиться лампа.

● два
Шурупы для дерева 1 дюйм

Они удерживают патрон лампы на деревянном бруске.

● один
Винт с полукруглой головкой 3/4 дюйма и шайба

Они будут использоваться для электрического подключения.

● проволока
нож и инструмент для снятия изоляции

Они используются для подготовки электрических соединений.

● a
отвертка

Отрежьте вилку от конца шнура адаптера переменного тока.Отдельно о
четыре дюйма шнура в его два проводника. Удалите около 1 дюйма
изоляция от каждого из проводов.

Обрежьте шнур аудиокабеля на расстоянии около 2 футов от вилки. Удалите около четырех
дюймов изоляции от обрезанного конца кабеля. Это обнажит
многожильный провод, обернутый вокруг изоляции, закрывающей центральный провод. Разверните
многожильные провода из изоляции и скрутите жилы вместе, чтобы получился
единый пучок.Снимите примерно 1 дюйм внутренней изоляции с центрального провода.

Электрические соединения

С помощью шурупов прикрепите цоколь (патрон) лампы к деревянному блоку. Положил
шайбу на винт с полукруглой головкой и вкрутить в колодку рядом с лампой
основание, но пока не затягивайте винт.

Оберните один провод от адаптера переменного тока (неважно какой) вокруг винта.
над шайбой. Оберните конец связанного провода от аудиоразъема вокруг
тот же винт.Затяните винт, чтобы скрепить два провода вместе.

Подсоедините оставшийся провод от адаптера переменного тока к одной из клемм
цоколь лампы. Присоедините оставшийся провод от аудиоразъема к другому разъему.
цоколя лампы.

Вкрутите 12-вольтовую лампу фонарика в цоколь лампы.

Чтобы сделать соединения более безопасными, вы можете использовать тяжелый
скоба для крепления каждого из двух проводов к деревянному бруску.

Теперь тестер проводимости укомплектован и готов к использованию.Чтобы проверить это
работает правильно, подключите адаптер переменного тока к розетке переменного тока. Лампа не загорится.
Прикоснитесь к аудиоразъему боком к металлическому предмету, например к монете. Когда двое
металлические проводники вилки закорочены монетой, лампа будет светиться
ярко. Яркое свечение указывает на то, что ток легко течет через
кусок металла.

Тестирование решения

Налейте немного воды в чашку. Вставьте конец аудиоразъема в воду.Если вы используете дистиллированную воду, лампа не будет гореть. Если вы используете водопроводную воду,
лампа может тускло светиться или вообще светиться. Если он светится, это означает, что вода из-под крана
только плохо проводит электричество. Добавьте в воду немного поваренной соли и перемешайте
смесь. Лампа будет ярко светиться, когда вилку опустить в раствор,
потому что солевой раствор очень хорошо проводит электричество, почти как металл.

Вы можете исследовать различные материалы вокруг вашего дома, чтобы узнать, как
хорошо проводят электричество при смешивании с водой.Некоторые вещи, которые стоит попробовать, в
помимо соли, сахара, пищевой соды, шампуня, стирального порошка, втирания
алкоголь и антациды в таблетках. Все, что растворяется в воде, можно проверить. В
во избежание смешивания тестируемых материалов обязательно промойте вилку
водой и просушите перед испытанием другого вещества. Не вставляйте вилку в
раствора на более чем 10-15 секунд, потому что это приведет к срабатыванию вилки
быстро разъедают. Запишите, какие
вещества хорошо проводят электричество, плохо проводят и не
вообще вести себя.

Иногда смеси веществ ведут себя иначе, чем отдельные
вещества. В качестве примера проверьте проводимость уксуса. Затем проверьте
проводимость прачечного аммиака. Затем влейте в уксус немного нашатырного спирта.
и протестируем смесь. Вы увидите большую разницу между отдельными
вещества и смеси!

Электрический ток — это поток электрического заряда. Когда
металл проводит электричество, заряд переносится электронами, проходящими через
металл.Электроны — это субатомные частицы с отрицательным электрическим зарядом.
Когда раствор проводит электричество, заряд переносится движущимися ионами.
через раствор. Ионы — это атомы или небольшие группы атомов, которые имеют
электрический заряд. Некоторые ионы имеют отрицательный заряд, а некоторые — положительный.
плата.

Чистая вода содержит очень мало ионов, поэтому не проводит
электричество очень хорошо. Когда поваренная соль растворяется в воде, раствор
очень хорошо проводит, потому что раствор содержит ионы.Ионы поступают из
поваренная соль, химическое название которой хлорид натрия. Хлорид натрия содержит
ионы натрия, которые имеют положительный заряд, и ионы хлорида, которые имеют
отрицательный заряд. Поскольку хлорид натрия состоит из ионов, он называется
ионное вещество.

Не все вещества состоят из ионов. Некоторые из них являются режимом
незаряженные частицы, называемые молекулами. Сахар — такое вещество. Когда сахар
растворенный в воде раствор не проводит электричество, потому что есть
в растворе нет ионов.

Некоторые вещества, состоящие из молекул, образуют растворы, которые
действительно проводят электричество. Аммиак — такое вещество. Когда аммиак растворяется в
вода, он вступает в реакцию с водой и образует несколько ионов. Вот почему прачечная
аммиак, который представляет собой раствор аммиака в воде, проводит электричество, но не
очень хорошо.

Иногда, когда смешиваются два разных раствора,
содержащиеся в них вещества вступают в реакцию друг с другом и образуют ионы. Это то, что
происходит при смешивании аммиака и уксуса.Раствор аммиака содержит только
мало ионов, и он плохо проводит электричество. Также раствор уксуса
содержит всего несколько ионов и проводит очень мало электричества. Но когда эти
растворы смешиваются, аммиак реагирует с кислотой в уксусе (уксусная кислота),
и они образуют много ионов. Вот почему смесь аммиака и уксуса
очень хорошо проводит электричество.

Back to Home Experiments

Какие вещества проводят электричество? | Эксперимент

Этот эксперимент позволяет учащимся различать электролиты и неэлектролиты и проверять, что ковалентные вещества никогда не проводят электричество, даже когда они сжижены, тогда как ионные соединения проводят при расплавлении.

Практические работы хорошо подходят для классного эксперимента с учащимися, работающими в группах по два-три человека. Не будет времени исследовать все вещества, поэтому каждой группе можно назначить по три или четыре из них, а результаты в конце объединить.

Оборудование

Аппарат

• Защита глаз
• Угольные (графитовые) электроды, вставленные в держатель (см. Примечание 1 ниже)
• Горелка Бунзена
• Штатив
• Треугольник Пипекле
• Термостойкий мат
• Зажим и подставка
• Мелкие кусочки наждачной бумаги
• Соединительные провода и зажимы типа «крокодил»
• Блок питания постоянного тока, 6 В
• Лампочка в патроне, 6 В (см. Примечание 2 ниже)

Примечания к аппаратуре

1. Угольные электроды необходимо закрепить на какой-либо опоре — например, в полиэтиленовом держателе или большой резиновой пробке — чтобы исключить возможность короткого замыкания электродов.Электроды необходимо закрепить таким образом, чтобы они помещались внутри поставляемого тигля.
2. Лампочка имеет большее визуальное воздействие, но вместо нее можно использовать амперметр.

Химия

• Небольшие кусочки свинца (ТОКСИЧНЫХ), меди и, возможно, других металлов
• Тигли, содержащие образцы:
  • Фенилсалицилат (салол) (РАЗДРАЖАЮЩИЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ)
  • Полиэтилен
  • воск
  • Сахар
  • Цинк хлорид (КОРРОЗИОННЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ)
  • Иодид калия
  • Сера (необязательно)

Примечания по технике безопасности, охране труда и технике безопасности

• Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
• Всегда используйте защитные очки.
• Свинец, Pb (s), (ТОКСИЧНЫЙ) — см. Карту опасности CLEAPSS HC056.
• Медь, Cu (-а) — см. CLEAPSS Hazcard HC026.
• Фенилсалицилат (салол), C ₆ H ₄ (OH) COOC ₆ H ₅ (s), (РАЗДРАЖАЮЩИЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC052.
• Воск — см. CLEAPSS Hazcard HC045b.
• Сахар (сахароза), C ​​ ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC040c.
• Хлорид цинка, ZnCl ₂ (s) (КОРРОЗИОННОЕ, ОПАСНОЕ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC108a.
• Йодид калия, KI (ы) — см. CLEAPSS Hazcard HC047b.
• Сера, S ₈ (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC096A. Сера — неметаллический элемент, и его следует включить в список. Но существует большая вероятность возгорания при выделении диоксида серы SO ₂ (g), (TOXIC). Серные пожары трудно потушить.Если это произошло, накройте емкость влажной тканью и оставьте на месте, пока она не остынет. Если есть время, можно сделать серу в качестве демонстрации для учителя. Очень, очень медленно нагрейте небольшой образец «цветков серы». Сера — очень плохой проводник тепла, и локальное нагревание может вызвать ее горение! Вы должны использовать вытяжной шкаф.

Процедура

Часть 1

1. Установите схему, как показано на схеме, на этом этапе не включайте пламя тигельной горелки или горелки Бунзена (это будет сделано позже).

Показать полноэкранный режим

2. Выберите один из металлов и, удерживая электроды в контакте с ним, выясните, проводит ли он электричество, затем отключите ток.
3. Запишите результаты, используя лист учащихся, доступный с этим ресурсом (см. Ссылки для скачивания ниже), и повторите этот эксперимент с каждым доступным металлом.
4. Выберите одно из твердых тел, содержащихся в тигле. Опустите электроды так, чтобы они хорошо погрузились в твердое тело, а затем зажмите электроды на месте.
5. Включите ток и выясните, проводит ли твердое тело электричество или нет, затем снова выключите ток.
6. Установите тигель над горелкой Бунзена на треугольнике и штативе и закрепите электроды над тиглем. Осторожно нагрейте образец, пока он не растает, а затем выключите пламя Бунзена. При необходимости опустите электроды в расплавленное вещество, прежде чем снова их зажать.
7. Снова включите ток.Расплавленное вещество теперь проводит электричество? Снова выключите ток.
8. Запишите все свои наблюдения.
9. Поднимите электроды из тигля и дайте им остыть.
10. Очистите электроды наждачной бумагой.

Часть 2

Повторите шаги с 4 по 10 для некоторых или всех других твердых тел.

Часть 3

Объедините свои результаты с другими группами, чтобы ваша таблица была полной.

Учебные заметки

Ковалентные твердые частицы необходимо нагреть только в течение короткого времени, чтобы произошло плавление.Ни при каких обстоятельствах нельзя продлевать нагревание, иначе вещества могут разложиться и / или загореться. Следует предупредить учащихся о том, что делать в этом случае, например, накрываться влажной тканью. Эксперименты следует проводить в хорошо вентилируемой лаборатории.

Может оказаться полезным зарезервировать тигель для каждого порошкообразного соединения, имея еще один или два других, которые можно нагревать. После того, как твердое вещество превратилось в жидкость и ему дали остыть, затвердевший кусок часто трудно разбить или измельчить в тигле.

Хлорид цинка плавится при температуре около 285 ° C, поэтому нагревание должно быть довольно продолжительным по сравнению с ковалентными твердыми веществами. Однако при этом будет выделяться хлор (ТОКСИЧНЫЙ), поэтому нагрев следует прекратить, как только будет обнаружена проводимость. Иодид калия плавится примерно при 675 ° C, поэтому здесь необходим очень сильный и продолжительный нагрев.

Вопросы студентов

1. Что вы можете сделать об электропроводности металлов?
2. Все ли твердые соединения проводят электричество?
3. Проводят ли какие-либо расплавленные соединения электричество.Если да, то какие?
4. Почему некоторые вещества проводят ток, только когда они сжижены?
5. Можете ли вы теперь классифицировать все соединения как ионные или ковалентные?

Ответы

1. Все металлы хорошо проводят электричество. Вы должны объяснить эту проводимость с точки зрения «свободных» электронов в металлической структуре.
2. Нет, ни один из них.
3. Да, хлорид цинка и йодид калия.
4. Некоторые вещества являются ионными, но электрическая проводимость возможна только тогда, когда ионы свободны и подвижны.Это происходит после того, как твердое вещество было расплавлено.
5. Фенилсалицилат, полиэтилен, воск и сахар ковалентны. Хлорид цинка и йодид калия ионные.

Дополнительная информация

Это ресурс из проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Этот сборник из более чем 200 практических занятий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое упражнение содержит исчерпывающую информацию для учителей и технических специалистов, включая полные технические заметки и пошаговые инструкции.Практическая химия сопровождает практическую физику и практическую биологию.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверено на здоровье и безопасность, 2016

4.6: Ионная связь — Chemistry LibreTexts

Наше обсуждение до сих пор было сосредоточено на типах связей, которые включают валентные электроны, которые разделяются между (или, вернее, за них борются — привлекаются к противоположным ядрам) разные атомы. Мы видели, что мы можем считать, что электронная плотность равномерно распределена между связывающими атомами, или что она может быть искажена из-за притяжения к более электроотрицательному атому.Что мы еще не рассмотрели, так это крайний случай такого искажения, при котором валентные электроны настолько притягиваются электроотрицательным атомом, что полностью переносятся. Этот вид связывания называется ионным связыванием (как вы почти наверняка уже знаете).

Давайте взглянем на некоторые общие ионные соединения и посмотрим, сможем ли мы понять их свойства, рассматривая их атомно-молекулярную структуру. Для простоты мы ограничимся (пока) бинарными соединениями (соединениями, в которых всего два элемента.) Наиболее известным из этих соединений является поваренная соль хлорида натрия (NaCl). NaCl представляет собой непрерывное соединение, которое распространяется в трехмерном массиве так же, как алмаз (см. Главу 3). NaCl представляет собой твердое вещество при комнатной температуре с очень высокой температурой плавления (801 ° C), аналогичной температуре плавления серебра (961,78). ° C) и золота (1064,18 ° C), хотя намного ниже температуры разложения алмаза (3550 ° C). Интересная разница между алмазом и хлоридом натрия возникает при нагревании. Помните, что алмаз не плавится; он разлагается, когда в систему добавляется достаточно энергии, чтобы разорвать связи C – C.В нормальных условиях атомы углерода реагируют с кислородом (O ₂ ) в воздухе с образованием углекислого газа — процесс, требующий добавления большого количества энергии для обращения вспять (как мы увидим позже). С другой стороны, NaCl плавится (твердое тело → жидкость) и замерзает (жидкость → твердое вещество) при 801 ° C, как вода, только при более высокой температуре. Основываясь на этой разнице, у нас может возникнуть соблазн сделать вывод, что ковалентные связи не разрываются при плавлении соли, а что что-то более сильное, чем водородные связи, которые удерживают молекулы воды вместе, разрываются.Что это могло быть?

Намек исходит из исследований, впервые проведенных английским химиком Хамфри Дэви. ⁸² Дэви использовал гальваническую батарею для изучения эффектов прохождения электричества через ряд веществ. ⁸³ Твердая поваренная соль не проводит электричество, в отличие от жидкой (расплавленной) соли. Он не только проводил электричество, но когда через него проходило электричество (электроны), он разлагался с образованием глобул блестящего, высокореактивного металла (натрий, Na) и бледно-зеленого газа (хлор, Cl ₂ ).Дэви правильно (как выяснилось) пришел к выводу, что элементы в поваренной соли (то, что мы теперь знаем как натрий и хлор) удерживаются вместе тем, что он назвал электрическими силами. Что именно вызвало эти электрические силы, не было обнаружено до тех пор, пока более 100 лет спустя не была выяснена атомная природа материи.

Для превращения поваренной соли в ее составные элементы требуется много энергии. Сначала соль должна быть нагрета до температуры плавления, а затем должна быть добавлена ​​электрическая энергия для высвобождения элементов натрия и хлора.Обратная реакция, объединяющая элементы натрия и хлор (не делайте этого дома), производит хлорид натрия и выделяет большое количество энергии (411 кДж / моль). Учитывая высвобождение энергии, мы подозреваем, что во время этой реакции образуются связи.

Один из важных принципов химии состоит в том, что структура на атомно-молекулярном уровне отражается в поведении материалов в реальном мире. Итак, давайте рассмотрим некоторые реальные свойства хлорида натрия:

• Образует бесцветные кристаллы, часто кубической формы, твердые и хрупкие.
• Он имеет высокую температуру плавления и в расплавленном состоянии проводит электричество, но не в твердом состоянии.

Основываясь на этих свойствах и на том, что мы знаем о взаимодействиях, связях и электричестве, мы можем начать выдвигать гипотезы о том, как атомы организованы в NaCl. Например, тот факт, что NaCl является стабильным кристаллическим твердым веществом при комнатной температуре и плавится при высокой температуре, означает, что силы, удерживающие атомы вместе, велики. Правильная форма кристаллов соли подразумевает, что связи, удерживающие атомы вместе, простираются в трех измерениях с некоторой регулярной структурой.Если вы возьмете большой кристалл соли и резко постучите по нему, он аккуратно разобьется о ровную поверхность. Алмаз также ведет себя подобным образом. Способность расплавленной, но не твердой соли проводить электричество предполагает, что плавление приводит к появлению подвижных электрически заряженных частиц. Современная интерпретация всех этих наблюдений и экспериментов состоит в том, что в твердом состоянии соль (NaCl) удерживается вместе за счет кулоновского (электрического) притяжения между ионами натрия (Na ⁺ ) и хлорида (Cl ^— ).Таким образом, когда металлический натрий (Na) реагирует с газом хлором (Cl ₂ ), образуются ионы натрия и хлора. В твердом состоянии эти ионы сильно притягиваются друг к другу и не могут двигаться, но они могут двигаться в расплавленном (жидком) состоянии, и их движение является проводником электричества (электронов).

Один из способов представить себе ионную связь — это крайний предел полярной ковалентной связи. Обычно простые ионные соединения образуются из элементов в левой части таблицы Менделеева (металлов, таких как натрий) и элементов в правой части (неметаллы, такие как хлор).Неметаллы имеют тенденцию иметь высокую электроотрицательность в результате их высокого эффективного ядерного заряда, тогда как металлы имеют низкую электроотрицательность, потому что их валентные электроны не очень сильно притягиваются к их ядрам. Когда атом металла встречает атом неметалла, неметалл притягивает валентные электроны из металла, так что для всех целей и целей электроны перемещаются от атома металла (который тогда имеет чистый положительный заряд) к атому неметалла. (который теперь имеет чистый отрицательный заряд).Однако этот эффект распространяется только на электроны в незаполненных валентных оболочках. Электроны на заполненных остовных орбиталях атома металла требуют гораздо большего количества энергии для удаления. Почему? Потому что они ближе к положительно заряженному ядру (вспомните скачок энергии ионизации, когда электрон удаляется из ядра). Если есть единственный электрон внешней оболочки (как в случае с Na и другими металлами группы I), этот электрон часто теряется, и образующийся атом (теперь называемый ионом) имеет единственный положительный заряд (например, Na ⁺ ).Если есть два электрона внешней оболочки, как в случае металлов группы II, таких как кальций и магний, оба могут быть потеряны с образованием двухзарядных ионов, таких как Ca ⁺⁺ и Mg ⁺⁺ (обычно записывается как Ca ²⁺ и Mg ²⁺ ). На другой стороне периодической таблицы неметаллы показывают прямо противоположную картину, приобретая электроны, чтобы стать отрицательно заряженными ионами. ⁸⁴

Вопросов к ответам

1. Температура плавления поваренной соли превышает 800 ° C.Почему он такой высокий?

2. Какие свойства вы ассоциируете с твердым телом?

3. Что происходит на атомно-молекулярном уровне при плавлении твердого тела?

4. Почему металлы не склонны приобретать электроны? Почему неметаллы не теряют электроны?

5. Что происходит с размером атома натрия, когда он теряет электрон и превращается в Na ⁺ ?

6. Что происходит с размером атома хлора, когда он приобретает электрон и становится Cl ^— ?

Вопросы для размышления

1.Почему твердая поваренная соль не проводит электричество?

2. Почему расплавленная поваренная соль проводит электричество?

Список литературы

⁸² Хотя сейчас Дэви хорошо известен своими экспериментами с природой солей, он начал свою химическую карьеру, когда ему было двадцать с небольшим, с исследования использования газов в медицине. Он, очевидно, очень полюбил закись азота (N ₂ O, веселящий газ), которая, по его словам, была приятным рекреационным наркотиком и лекарством от похмелья (см. SALT).

⁸³ В 1800 году была разработана первая электрическая батарея Voltaic Pile. Его быстро начали использовать все большее число ученых. Например, молекулярный водород и кислород можно производить, пропуская электричество через воду.

⁸⁴ Положительно заряженные ионы известны как катионы, а отрицательно заряженные ионы известны как анионы.

Проводит ли вода электричество? Это проводник или изолятор?

Нет, чистая вода не проводит электричество; сам по себе он плохой проводник электричества.Однако вода содержит заряженные ионы и примеси, которые делают ее очень хорошим проводником электричества.

Нам всегда говорят и учат, что вода проводит электричество. Действительно, это основная причина, по которой вода + электричество является такой плохой новостью, поскольку она может вызвать поражение электрическим током у тех, кто вступает в контакт с опасной парой.

Но если хорошенько подумать и углубиться в химию по этому вопросу, то можно увидеть, что чистая вода на самом деле не хороший проводник электричества, то есть не пропускает электричество через себя.

Вода: универсальный растворитель

Вода растворяет многие вещества, поэтому она широко известна как хороший растворитель. Фактически, воду часто ошибочно называют «универсальным растворителем», потому что она способна растворять больше веществ, чем любая другая жидкость.

Большая часть воды, встречающейся в повседневной жизни, содержит определенное количество растворенных веществ. Будь то вода из крана на кухне, из душа, бассейна или из других источников… можно с уверенностью предположить, что она содержит значительное количество растворенных веществ, химикатов и минералов.

Маловероятно, что у вас есть абсолютно чистая вода, то есть не содержащая солей, минералов и примесей.

Чистая вода не проводит электричество

Для того, чтобы электричество проходило через жидкость, через жидкость должен происходить движение заряда. Полностью деионизированная вода, другими словами, абсолютно «чистая» вода не имеет ионов.

Следовательно, через воду не проходит заряд, поэтому чистая вода не проводит электричество.

В дистиллированной воде нет примесей и, следовательно, ионов.Есть только нейтральные молекулы, и эти нейтральные молекулы не имеют заряда. По этой причине дистиллированная вода также не может проводить электричество.

Почему обычная вода является хорошим проводником электричества?

Водопроводная вода, дождевая и морская вода содержат бесчисленные примеси, такие как ионы натрия Na +, кальция Ca2 + и магния Mg2 +. Поскольку они заряжаются, когда находятся в воде, через жидкость может протекать электричество.

Вода не нуждается в большом количестве примесей, чтобы служить хорошим проводником электричества; даже небольшое количество ионов может позволить источнику воды проводить электричество.

Короче говоря, вода способна проводить электричество за счет растворенных ионов и примесей.