проводимость дистиллированной, водопроводной жидкости и льда
С электрическим током приходится сталкиваться повсеместно. С другой стороны, человек на 70-80% состоит из воды, постоянно ее пьет, моется, купается, использует ее для производства, уборки. Таким образом, важно знать, как вода и электричество взаимодействуют между собой.
Не забудь поделиться с друзьями!Содержание статьи
Почему вода проводит электричество
В жидких веществах причиной появления электричества являются ионы. Когда они начинают под действием электрического поля упорядоченно двигаться, возникает ток. Абсолютно чистая вода – это нейтральная молекула, диэлектрик, и ток она не проводит.
Иногда, очень редко, молекулы воды тоже распадаются на ионы, поэтому проводимость нельзя считать равной абсолютному нулю. Но она настолько мала при нормальных условиях, что ею пренебрегают.
Если добавить в воду соль какого-либо металла, то образуются ионы и жидкость станет проводником. Чем больше солей растворится, тем большей проводимостью станет обладать вода.
Происходит это потому, что молекула воды полярная. Она притягивается к молекуле соли и разрывает ее на части. Так образуются ионы.
Поскольку в природе и в водопроводной трубе вода всегда с примесями, то электричество она проводит.
Поверхность нашего тела тоже всегда влажная и немного соленая. Следовательно, тело тоже проводит электричество. Еще лучше, чем кожа, проводит электричество кровь, желудочный сок, мышцы, моча. По этой причине человек очень подвержен влиянию электричества и должен осторожно с ним обращаться.
Примеси, влияющие на проводимость
Не только соль влияет на проводимость. Это может быть щелочь или кислота, надо лишь, чтобы они вступили в химическую реакцию с водой и образовали ионы.
Обратите внимание! Процесс распада на ионы в растворах воды называется электролитической диссоциацией.
Наиболее сильно на проводимость влияют все-таки соли, некоторые кислоты (серная, соляная) и некоторые щелочи (каустическая сода, калиевый щелок).
Проводимость зависит не только от концентрации соли, но и от ее вида. Чем тяжелее ионы, тем они менее подвижны. И чем больше их заряд, тем больше сила тока.
Измеряя проводимость воды, можно определить степень ее загрязнения примесями. Измерения следует проводить при определенной температуре, так как она тоже влияет на электричество.
Есть простой эксперимент, показывающий, как вода проводит электричество при добавлении в нее солей. Суть его заключается в следующем:
- необходимо собрать цепь, внутри которой будет находиться лампочка и два оголенных контакта;
- контакты опускают в стакан с очищенной водой, замыкая тем самым цепь;
- постепенно добавляя в воду соль, следят, как лампочка начинает светиться все ярче и ярче.
В целях безопасности эксперимент надо проводить в резиновых перчатках. Источником тока может быть аккумулятор на 12 вольт. К нему подсоединяется соответствующая лампа. Размешивать соль следует деревянной палочкой.
Проводимость льда
Замерзшая вода, то есть лед, по своей проводимости схожа с деревом или текстолитом. Хорошим изолятором лед нельзя назвать, у него тоже есть ионная проводимость. Особое значение имеет, из какой воды он получился. Если из очищенной, то ток не потечет, если из обычной или соленой – изоляционные свойства низкие.
Дистиллированная вода
Если воду очистить от всех примесей, то она перестанет пропускать ток. Такая вода называется дистиллированной. Ее получают в процессе перегонки в аппаратах, называемых дистилляторами, методом обратного осмоса и некоторыми другими способами. Многие пытливые умы интересует, проводит ли ток беспримесная дистиллированная вода?
Обратите внимание! Электрическая проводимость дистиллированной воды крайне мала. В ней растворены преимущественно газы. Можно считать, что ток она не проводит.
Из-за присутствия углекислого газа такая жидкость имеет слабую кислотность, но это на электропроводность не влияет. Чтобы избавиться от углекислого газа, дистиллированную воду кипятят 30 минут, затем герметично закрывают.
Итак, отвечая на вопрос, какая вода не может проводить электрический ток, следует отвечать – дистиллированная, высокоочищенная.
Защита от удара током
Современные электрические приборы делают так, чтобы они были максимально безопасными для человека. Провода и все части прибора помещают в электроизолирующую оболочку. Но все же в некоторых случаях электричество может нанести вред. Если изоляция повредилась и происходит пробой тока на корпус прибора, то можно получить серьезный удар. Такие удары приводят к травмам, а порой и к смерти. Иногда травма наступает не от самого тока, а от его последствий. Человека отдергивает, отбрасывает назад, и он ударяется головой или другой частью тела о твердый предмет.
Вот почему важно приобретать только качественную бытовую технику и устанавливать УЗО (устройство защитного отключения) в доме. Никогда нельзя хвататься голыми руками за провода, не будучи на 100% уверенным, что они обесточены. Осторожно следует обращаться с конденсаторами, и перед использованием даже вполне знакомого электроприбора желательно прочитать инструкцию.
Вода и электрический ток
Жидкости, как и твердые тела, могут быть проводниками и диэлектриками. Растворы и расплавы солей, кислот, оснований являются проводниками электрического тока второго рода. Тип проводимости таких проводников – ионный.
Проводники второго рода – такие проводники, в которых при протекании тока происходят химические процессы.
Описание:
В стакан с водой поместили два электрода, подключенные к источнику тока, в цепи в качестве индикатора тока взяли лампочку. Если замкнуть такую цепь, лампа гореть не будет, что означает отсутствие тока, а это значит, что в цепи есть разрыв, и вода сама по себе ток не проводит.
Но если в стакан добавить некоторое количество NaCl – поваренной соли – и повторить замыкание, то лампочка загорится. Это значит, что в стакане между катодом и анодом начали двигаться свободные носители заряда, в данном случае ионы (рис. 1).
Рисунок 1. Схема опыта
Объяснение:
Откуда во втором случае (в соленой воде) берутся свободные заряды для протекания тока? Дело в том, что вода имеет полярные молекулы (рис. 2).
Рисунок 2. Полярность молекулы воды
При добавлении в воду соли молекулы воды ориентируются таким образом, что их отрицательные полюса находятся возле натрия, положительные – возле хлора. В результате взаимодействий между зарядами молекулы воды разрывают молекулы соли на пары разноименных ионов. Ион натрия имеет положительный заряд, ион хлора – отрицательный (рис. 3). Именно эти ионы и будут двигаться между электродами под действием электрического поля.
Рисунок 3. Схема образования свободных ионов
При подходе ионов натрия к катоду он получает свои недостающие электроны, ионы хлора при достижении анода отдают свои. Протекает электрический ток – лампочка горит.
Действительно ли вода является проводником электричества?
Здравый смысл подсказывает нам, что не стоит работать с оголенными электрическими проводами или даже включать вилку в розетку, стоя босиком в луже воды или даже просто с мокрыми руками. Поэтому большинство из нас считает, что вода хорошо проводит электричество. И правда, если мы стоим в ней, держа в руках провод под напряжением или неисправный электроприбор, вода повысит проводимость вашего тела и замкнет электрическую цепь, из-за чего ток протечет через вас. Это может привести к смертельным поражениям или хотя бы просто электрическому шоку.
Но на самом деле чистая дистиллированная вода вообще не проводит электричество. Ведь в ней нет ничего, что могло бы переносить заряд. Но, поскольку она является отличным растворителем, в ней всегда имеется некоторая концентрация заряженных частиц, где бы в природе она ни находилась.
Водопроводная вода всегда содержит в себе достаточно примесей, включая минералы и хлор, что позволяет ей проводить электричество достаточно сильно. Еще более опасной воду делает то, что она способна заполнять все открытые промежутки между вашим телом и любыми наэлектризованными проводами или предметами. Цепь замкнется даже при небольшом количестве водопроводной воды на вашем теле.
Кроме того, соль от пота также растворится в воде, увеличив ее проводимость. Примеси, которые могут проводить электричество, называются электролитами. Они включают в себя кислоты, соли и другие вещества. Электролиты подразделяются на слабые и сильные по степени своей относительной проводимости.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
В Ибине река стала красного цвета
Батареи транспортных средств содержат в каждой ячейке электролитический раствор серной кислоты (h3SO4) и воду, что облегчает проводимость. Более новые батареи содержат гидроксид калия (KOH) или другого щелочного металла.
Электролиты способствуют перемещению ионов от катода к аноду при зарядке батареи и от анода к катоду при разрядке или включении электрической цепи. Растворяясь в воде, они распадаются на ионы – свободные движущиеся заряженные частицы, которые из-за своей подвижности внутри растворов могут переносить электрический ток в воде.
Все это можно подтвердить простым экспериментом. Вам понадобится электрическая цепь с батареей и лампочкой, которые соединены проводами. Разомкните ее и положите концы проводов контура в стакан чистой дистиллированной воды. Вы заметите, что лампочка не загорится. Теперь медленно начните растворять в воде обычную поваренную соль. Лампочка начнет светиться, и по мере растворения соли она будет становиться все ярче и ярче. Ведь поваренная соль, по-научному называемая хлористый натрий (NaCl), растворяясь, распадается на положительный ион натрия (Na) и отрицательный ион хлора (Cl). Тем самым она образует электролит, способный «переносить» электроны в воде и, соответственно, проводить ток.
Если же мы повторим эксперимент с водопроводной водой, лампочка загорится прежде, чем мы добавим соль. Это произойдет из-за электролитических примесей, которые всегда присутствуют в водопроводной воде или воде из любых природных источников.
Понравилась статья? Поделись ею с друзьями – сделай репост!
Вода проводник или нет? И почему?
проводник чего? если тока, то ДА
Еще какой! Не советую ронять включенный электроприбор в ванну!
Вода -самый лучший проводник! Даже для тех энергий, которые пока не открыли. Например, прыжки в параллельные миры.
вода достаточно хороший изолятор, но это вода, а растворы солей и кислот наоборот.. . а почему да хЗ….)))
Проводник — куда? Проводник чей? Проводник по каким местам?… Вопрос невнятен.. . Вот мочегон — отличный…
Дистиллированная вода электричество не проводит, природная вода содержит в себе растворенные компоненты придающие ей электропроводность.
Вода — проводник тока, так как молекулы воды распадаются на ионы, образуя диполь (положителныи водорода и отрицательныи кислорода) . Разность этих зарядов способна поддерживать прохогдение свободных электронов — то есть тока.
Вода в чистом виде h3O является ди электриком и не проводит эл. ток, она становится проводником лиш если в ней присудствуют постороние примиси, вода из под крана — проводник, а вода дистелированая — диэлектрик, а почему у воды такие свойства точно не знаю думаю, что дело в струстуре вешества.
вода без примесей, то есть дисцилированная вода, ток не проводит… а вода из под крана или природная вода проводит ток благодаря примесям
Смотря какая: Если дистиллированная (чистая без примесей) — изолятор Если к примеру морская — проводник (из за солей) Так что по факту — изолятор. Школьники, хвастайтесь учителям!
Действительно ли вода проводит электричество?
Здравый смысл подсказывает нам, что не стоит работать с оголенными электрическими проводами или даже включать вилку в розетку, стоя босиком в луже воды или даже просто с мокрыми руками. Поэтому большинство из нас считает, что вода хорошо проводит электричество. И правда, если мы стоим в ней, держа в руках провод под напряжением или неисправный электроприбор, вода повысит проводимость вашего тела и замкнет электрическую цепь, из-за чего ток протечет через вас. Это может привести к смертельным поражениям или хотя бы просто электрическому шоку.
Но на самом деле чистая дистиллированная вода вообще не проводит электричество. Ведь в ней нет ничего, что могло бы переносить заряд. Но, поскольку она является отличным растворителем, в ней всегда имеется некоторая концентрация заряженных частиц, где бы в природе она ни находилась.
Водопроводная вода всегда содержит в себе достаточно примесей, включая минералы и хлор, что позволяет ей проводить электричество достаточно сильно. Еще более опасной воду делает то, что она способна заполнять все открытые промежутки между вашим телом и любыми наэлектризованными проводами или предметами. Цепь замкнется даже при небольшом количестве водопроводной воды на вашем теле.
Кроме того, соль от пота также растворится в воде, увеличив ее проводимость. Примеси, которые могут проводить электричество, называются электролитами. Они включают в себя кислоты, соли и другие вещества. Электролиты подразделяются на слабые и сильные по степени своей относительной проводимости.
Батареи транспортных средств содержат в каждой ячейке электролитический раствор серной кислоты (h3SO4) и воду, что облегчает проводимость. Более новые батареи содержат гидроксид калия (KOH) или другого щелочного металла.
Электролиты способствуют перемещению ионов от катода к аноду при зарядке батареи и от анода к катоду при разрядке или включении электрической цепи. Растворяясь в воде, они распадаются на ионы – свободные движущиеся заряженные частицы, которые из-за своей подвижности внутри растворов могут переносить электрический ток в воде.
Все это можно подтвердить простым экспериментом. Вам понадобится электрическая цепь с батареей и лампочкой, которые соединены проводами. Разомкните ее и положите концы проводов контура в стакан чистой дистиллированной воды. Вы заметите, что лампочка не загорится. Теперь медленно начните растворять в воде обычную поваренную соль. Лампочка начнет светиться, и по мере растворения соли она будет становиться все ярче и ярче. Ведь поваренная соль, по-научному называемая хлористый натрий (NaCl), растворяясь, распадается на положительный ион натрия (Na) и отрицательный ион хлора (Cl). Тем самым она образует электролит, способный «переносить» электроны в воде и, соответственно, проводить ток.
Если же мы повторим эксперимент с водопроводной водой, лампочка загорится прежде, чем мы добавим соль. Это произойдет из-за электролитических примесей, которые всегда присутствуют в водопроводной воде или воде из любых природных источников.
Почему вода проводит электрический ток
На протяжении двух веков ученые строят гипотезы, почему вода является проводником электричества. Если рассмотреть некую идеальную воду, состоящую исключительно из молекул Н20, то напрашивается вывод, что вода – диэлектрик.
В реальности любая вода (водопроводная, озерная, речная, родниковая) содержит различные примеси в большей или меньшей степени. Примеси, по большей части, являются солями. Молекула воды устроена как магнит, на языке физики – диполь. Диполи воды «разбирают» молекулы солей на ионы.
Ион – это атом, у которого есть либо лишние, либо недостающие электроны. Но любой атом стремится стать нейтральным. Для этого ему необходимо отдать лишние электроны или получить недостающие. Поэтому заряженные частицы начинают двигаться в электромагнитном поле: положительные ионы к катоду, отрицательные к аноду. А ток, как мы помним из школьного курса физики, это движение заряженных частиц. Чем выше концентрация соли, тем лучше проводимость тока.
Когда электричество «течет» через воду, атомы кислорода почти неподвижны. Их поведение хорошо иллюстрирует опыт с «колыбелью Ньютона». В этом эксперименте используются одинаковые шары, подвешенные в один ряд. Если одним из шаров ударить по всей цепочке – двигаться будут только крайние, остальные сохранят неподвижность.
На молекулярном уровне этот процесс описал еще в 19 веке немецкий химик Гротгус. Он предположил, что молекулы воды передают протоны по цепочке, мгновенно формируя и разрывая новые ковалентные связи. На сегодняшний день его теория подтверждена в Йельском университете.
Но самое поразительное, что дистиллят воды тоже проводит электричество, в ничтожной степени, но проводит. Молекулы воды обладают нейтральным зарядом. Однако небольшое количество молекул всегда диссоциируют на ионы водорода и гидроксильную группу, а значит, даже дистиллированная вода проводник электричества, так как в ней есть заряженные частицы. Хотя с практической точки зрения электропроводность дистиллированной воды настолько мала, что принято считать ее диэлектриком.
Понравилась статья? Поделитесь:
Как на самом деле вода проводит электричество
Всем известно, что вода – отличный проводник электрического тока. По этой причине, например, крайне не рекомендуется использовать электрические приборы вблизи источников воды и не купаться в водоемах во время грозы. Однако несмотря на относительную простоту этого правила, до сих пор никто не мог точно объяснить, как молекулы воды способны передавать между собой протоны во время этого процесса проводимости.
Группа исследователей из Йельского университета под руководством профессора химии Марка Джонсона впервые смогла запечатлеть с помощью спектроскопического анализа процесс передачи электронов, происходящий в молекулах воды. Сам процесс передачи носит название «механизма Гротгуса» (был впервые предсказан немецким химиком Теодором фон Гротгусом) и мучает умы ученых уже более 200 лет.
«Этот фундаментальный химический и биологический процесс не имел точного обоснования и объяснения», — говорит исследователь Энни Маккой из Вашингтонского университета.
Годы изучения химии воды на молекулярном уровне все-таки привели к нужному открытию. В рамках исследования ученые смогли заморозить молекулы воды в тот момент, когда они находились в своих переходных состояниях, что позволило исследователям в деталях изучить структурные изменения, происходящие в рамках механизма Гротгуса. В своей работе они применяли молекулы «тяжелой воды» (оксид дейтерия), которые очень резко замораживались до температуры близкой к абсолютному нулю (-273,15 градуса Цельсия).
Многие годы именно это изображение было самым детальным представлением нашего понимания о том, как происходит этот процесс. Несмотря на то, что ученые прекрасно понимали, как этот механизм работает на практике, они не имели возможности визуально и в деталях убедиться в этом.
Как указывает журнал Science, результаты исследования носят революционный характер. Последние 200 лет ученые пытались найти экспериментальный способ, чтобы проследить за структурными изменениями в молекулах воды, когда те проводят электричество. Задача оказалась крайней сложной. В последние годы исследователи пытались осуществить мониторинг процесса с помощью инфракрасного сканирования. Результаты оказались очень некачественными. Снимки были очень расплывчатыми и не давали четкого представления о происходящем процессе.
«Расплывчатость оказалась настолько сильной, что даже не позволила определить связь между цветом и структурой», — объясняет Джонсон.
Но стоило только ученым применить метод мгновенной заморозки, результаты оказались ошеломительными.
«Мы фактически открыли Розеттский камень, который показал нам структурную информацию во всех деталях и цвете. Мы смогли выявить последовательность определенных деформаций, сменяющихся, как кадры в фильме. Это даст нам новое представление о воде и ее проводящих свойствах, так как феномен является частью множества химических реакций на Земле», — говорит Джонсон.
«Теперь у нас есть утраченное звено, дающее нам представление о более полной картине: как протоны двигаются через молекулы воды», — говорит Маккой.
Кроме того, техника, которую использовали ученые для открытия, также является в некоторой степени революционной. Она также позволяет нам заглянуть в другие свойства воды вроде недавно обнаруженной возможности воды превращаться в лед, даже при температурах выше кипения.
Геннадий