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纯水不导电,为什么水是电解质
由于自然的水,里面会溶解各种各样的物质,如矿物质,空气,杂质等,而溶解进水的物质当中,又有部分能在水里发生解离,形成各种水合离子。离子是带电荷的,所以这样的水,电阻都会比较小,所以具体的表现就是水能导电。
而纯水是不是就是说里面不含有离子呢?其实不然。
纯水里面也含有离子的,因为水会自偶电离,形成等量的H+和OH-,这两种离子能导电,但是它们的量十分少,含量为10的负7次方mol/L(根据水的离子积计算得),因此,在常温下纯水的pH值在7(pH=-lgc[H+])。
正因为纯水中的离子数目太少了,所以宏观的体现为纯水不导电(电阻太大了)。但是,世界上没有绝对的绝缘体,如果施加的电压足够大,纯水也能成为导体。(强大的电压能电离空气,使空气也能导电,成为导体。所以水也能如此。)
水导电的原理
水是一种电导体,这是在科学课上都会教的一个基本常识——当然这也是为什么水系神奇宝贝怕放电类型的。但说实在的,尽管水导电的现象看似很简单,但200多年来,没有人能够在原子层面上解释水是如何导电的。
有趣的是,虽然在周围世界看到的水都是良电导体,在实验室之外很罕见的超纯水实际上不导电,因为它缺乏自由电子。但是,在自然界中,几乎所有的水都会与沉积物和矿物质混合,从而电离水分子并使之导电。
但一直以来,科学家还没办法解释质子(氢原子核)本质上是如何在水中移动的。在化学和生物学中,这个基本过程还未有一个强有力的解释。直到现在,由耶鲁大学化学教授MarkJohnson领导的一组研究人员首次对水分子中发生的电子转移拍摄了光谱快照,终于揭开了水如何导电之谜。
科学家终于知道水的导电过程是水分子通过氧原子将质子从一个水分子转移到另一个水分子,就像分子接力赛一样。水分子的导电过程被称为格罗特斯机理,化学家特奥多尔·格罗特斯于1806年首次对此进行了描述,两百多年之后终于在原子层面上得到了解释。
为什么H2O不导电,而日常生活中水导电
纯净水可以看作是绝缘体。
液体能否导电,主要看里面有没有自有移动的离子,也就是带正或负电荷的微粒。水是极弱的电解质,H2O会电离出极少量的氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-),所以严格讲纯净水是有极弱的导电性的,但是可以视为绝缘体。
自来水能导电,就是因为里面有比较多的氯离子(Cl-)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)等等,这些离子起到了导电作用。电解水时,为了增强导电性,需要加入一些硫酸钠,就是这个原因。
什么水最导电
如果是我们生活中日常讲的“纯净水”,也就是一般的饮用水,是导电的,它里面含自由移动离子和其他一些杂质,所以导电。还有一种,就是所谓的“纯水”,它是不导电的,从化学上讲,水本身是极弱的电解质,发生很微弱的电离,所以不含杂质的纯水中,自由移动离子浓度在10的负7次方级,可以忽略,即基本没有。 说了这么多,就应试而言,他所说的“纯净水”,我们一般都认为是纯水,即不导电,是绝缘体。
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