Geleiding van elektriciteit in vaste stoffen, vloeistoffen en het menselijk lichaam
Geleiding van elektriciteit in vaste stoffen, vloeistoffen en het menselijk lichaam!
Alle substanties zijn opgebouwd uit atomen, die deeltjes geladen hebben die elektronen en protonen worden genoemd. Je weet dat elektriciteit in alle vormen te wijten is aan de ladingen op deze deeltjes. Wanneer geladen deeltjes op een ordelijke manier bewegen, krijgen we een elektrische stroom.
Geleiding in vaste stoffen:
Onder vaste stoffen zijn metalen goede geleiders van elektriciteit. In metalen zijn sommige elektronen niet erg sterk gebonden aan de atomen. Ze bewegen willekeurig rond in verschillende richtingen binnen het metaal.
Wanneer een spanning over een stuk van een metaal wordt aangelegd, bewegen deze elektronen op een ordelijke manier in één richting. Deze stroom van elektronen is de stroom in het metaal. In de meeste andere vaste stoffen zijn elektronen stevig gebonden aan de atomen en zijn ze niet gemakkelijk beschikbaar om te stromen. Dus, ze geleiden geen elektriciteit goed.
Geleiding in vloeistoffen:
Gesmolten metaal en kwik (een vloeibaar metaal) geleiden elektriciteit. De stroom door hen wordt gevormd door de stroom van elektronen. Andere vloeistoffen geleiden elektriciteit omdat ze ionen bevatten. Wat zijn ionen? Onder sommige omstandigheden kan een atoom één of meer elektronen verliezen, die aan een ander atoom worden toegevoegd.
Het atoom dat een elektron (of elektronen) verliest, heeft meer protonen dan elektronen. Dus, het wordt positief geladen. En het atoom dat de elektronen wint, heeft meer elektronen dan protonen. Het wordt dus negatief geladen.
Een atoom of een radicaal dat wordt geladen door een of meer elektronen te verliezen of te krijgen, wordt een ion genoemd:
Ionen met tegengestelde ladingen hebben de neiging elkaar aan te trekken en vast te houden. Dit kan leiden tot de vorming van verbindingen die ionische verbindingen worden genoemd. Een natriumatoom kan bijvoorbeeld een elektron verliezen, dat wordt gewonnen door een chlooratoom. Zo worden een positief geladen natriumion (Na + ) en een negatief geladen chloride-ion (CI-) gevormd. Deze komen samen om de ionische verbinding NaCl te vormen.
Evenzo worden kaliumjodide en calciumoxide gevormd wanneer hun tegengesteld geladen ionen samenkomen.
Enkele meer voorbeelden van ionen en de verbindingen die ze vormen, worden gegeven in Tabel 11.1.
Wanneer een ionische verbinding wordt opgelost in water, splitst het zich in zijn componentionen. Een vloeibare of vochtige pasta waarin ionen zitten, wordt een elektrolyt genoemd. Wanneer keukenzout (NaCl) wordt opgelost in water, splitst het zich in Na + en Cl - ionen. Een oplossing van keukenzout is daarom een voorbeeld van een elektrolyt. In het algemeen zijn zuren en oplossingen van zouten en basen elektrolyten.
De ionen zijn vrij om zich in een elektrolyt te verplaatsen. Wanneer een spanning wordt aangelegd over elektroden die in de elektrolyt zijn geplaatst, beginnen de ionen op een ordelijke manier te bewegen. De positieve ionen bewegen naar de kathode (negatieve elektrode) en de negatieve ionen bewegen naar de anode (positieve elektrode).
Hun stroom vormt een stroom door de elektrolyt. Dat is de reden waarom vloeistoffen met ionen, zoals zuren en oplossingen van zouten en basen, elektriciteit geleiden. Wanneer een ionische verbinding smelt, breekt het uiteen in ionen, die stromen wanneer een spanning wordt aangelegd. Dus gesmolten ionische verbindingen zijn ook elektrolyten en geleiden elektriciteit.
Stroom door het menselijk lichaam:
Soms raken mensen per ongeluk de netspanning of een defect elektrisch apparaat aan met een hoog voltage op het oppervlak. Hierdoor stroomt er een stroom door het lichaam naar de grond, waardoor een elektrische schok wordt geproduceerd. De ernst van de schok hangt af van de grootte van de stroom. En hoe groot de stroom is, hangt van veel dingen af, inclusief de spanning. Het hangt er ook van af of het lichaam droog of nat is.
Kraanwater, regenwater en zweet bevatten opgeloste stoffen die helpen bij het geleiden van elektriciteit. Dus, als het lichaam nat is, is de stroom die er doorheen gaat groter dan de stroom die er doorheen zou zijn gegaan als het droog was. Een spanning van ongeveer 100 volt produceert een tintelend gevoel als het lichaam droog is en de persoon schoenen draagt. Het kan echter ernstige brandwonden of zelfs de dood veroorzaken als het lichaam nat is en de persoon blootsvoets is.
