Konduktivitet
Konduktivitet
Konduktivitet
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Syfte: Vi ska se vilka olika ämnen, i fast form och i löst form, som kan leda ström. Vi ska alltså<br />
mäta olika ämnens konduktivitet/ledningsförmåga.<br />
Material:<br />
Pappformar<br />
Sked<br />
2 stycken 100 ml bägare<br />
<strong>Konduktivitet</strong>smätare<br />
Våg<br />
Rörsocker (Sackaros/C12H22O11<br />
Druvsocker (Glukos/C6H7O(OH)5)<br />
Kaliumpermanganat (KMnO4)<br />
Järnoxid (Hematit/Fe2O3)<br />
Koksalt (Natriumklorid/NaCl)<br />
Utförande:<br />
Mät upp 2g av varje ämne i en pappformer och fyll en bägare med avjoniserat vatten och en bägare<br />
med joniserat vatten (kranvatten). Testa att mäta ämnenas konduktivitet utan att ha dem upplösta<br />
och lös sedan upp vardera ämnen i det avjoniserade vattnet och blanda det med en sked. Mät hur<br />
deras konduktivitet var när dem var lösta var för sig genom att blanda, mät, hälla ut, fylla på med<br />
avjoniseratvatten, blanda i nästa ämne och börja om. Till sist, när du testat alla ämnens<br />
konduktivitet, prova att bara att mäta det joniserade och avjoniserade vattnets ledningsförmåga.<br />
Anteckna alla resultat.<br />
Resultat:<br />
Leder ämnena eller inte?<br />
Längst upp till höger:<br />
Hematit upplöst i<br />
avjoniserat vatten.<br />
Ämne: I fast form I avjoniserat vatten<br />
Sackaros Nej Nej<br />
Glukos Nej Nej<br />
Hematit Nej Nej<br />
Kaliumpermanganat Nej Ja<br />
Koksalt Nej Ja<br />
Joniserat vatten Ja<br />
Avjoniserat vatten Nej<br />
Från vänter till<br />
höger: Koksalt,<br />
glukos och<br />
kaliumpermanganat.
Slutsats:<br />
Kaliumpermanganat, koksalt och joniserat vatten gav de alla positivt resultat. Alla andra ämnen gav<br />
ett negativt resultat. Slutsatsen som man kan dra av detta resultat är:<br />
Alla ämnen med lösa joner har en elektrisk ledande förmåga. De lösa jonerna är elektriskt laddade<br />
och leder alltså elektricitet! Kaliumpermanganat och koksalt är alltså salter som hålls ihop av<br />
(relativt svaga) jonbindningar. När de kommer i kontakt med vatten släpper jonbindningarna och<br />
delarna av salterna binder sig till det polära vattnet. Det är därför ingen av salterna reagerade i fast<br />
form: för att de var elektrisk neutrala vid det tillfället! Man kan alltså tänka sig att det fungerar<br />
såhär:<br />
1. Saltet Natriumklorid består av Na + och av Cl - .<br />
Natriumjonen kallar vi för en katjon och kloridet kallar<br />
vi för en anjon. Tillsammans bildar de ett neutralt salt.<br />
Med summa laddningen 0.<br />
Ingvald Straume<br />
2. Vatten har en svag polär laddning.<br />
Syrets del är svagt negativt laddat och<br />
vätets är svagt de motsatta.<br />
Vattenmolekylernas olika delar attraheras<br />
alltså till saltets olika joner och löser upp<br />
dem. På så sätt skapar vattnet en laddning<br />
och blir elektriskt laddad.<br />
Vatten är alltså också laddat (väldigt svagt laddat fast inte på samma sätt) och det har antagligen att<br />
göra med att dess molekyl struktur inte är linjär (vinkeln mellan varje väteatom i förhållande till<br />
syreatomen är 104,5°). Vattnets syre är också mer elektronegativ än väte (man kan finna<br />
elektronegativa ämnen på det periodiskasysmtemet genom att kolla så långt upp och till höger så<br />
möjligt). Syret drar därför lättare till sig molekylens elektroner och där av blir syrets del mer<br />
negativ: En negativ och två positiva poler uppstår och därmed uppstår en polär kovalentbindning.<br />
En kovalentbindning är när t.ex. två atomer bildar en molekyl och ”samsas” om elektronerna. På så<br />
sätt får atomerna ett ädelt yttre skal samtidigt som elektronerna kretsar runt dem alla. Bindningarna<br />
mellan joner, jonbindningar, fungerar inte på samma sätt men det återkommer jag till.<br />
En parallell som jag också tycker är värd att dra är att metaller också leder elektricitet bra och att<br />
dess valenselektroner inte heller är ”normala” om man jämför med en jon. Man kan alltså tänka sig<br />
att så fort något inte stämmer med valenselektronerna så får ämnena en elektrisk ledande förmåga.<br />
När det gäller salter så har det fått sina udda valenselektroner genom att lämnat ifrån sig en/flera<br />
elektroner till en annan, för övrigt några andra, atomer som behöver dem. Om vi tar koksalt som ett<br />
exempel så lämnar natrium (atomnummer 11) ifrån sig en elektron för att uppnå en ädel struktur och<br />
sedan tar en kloratom (atomnummer 17) upp en elektron och då också blir till ädelt. Dessa två<br />
atomer måste finnas i närheten för att det ska uppstå en sådan stor ”lust” att de ska bilda joner.<br />
Dessa två nybildade joner attraheras p.g.a. att de blir laddade av att ge eller att få elektroner. Dem är<br />
ju skapta för att vara neutrala. Detta leder till att jonerna klumpar ihop sig och för att dela<br />
laddningen som uppstått så jämt som det går bildar jonerna kristaller och därav blir salter. Salter är<br />
alltså kristaller som bildads av atomer som blivit till joner i syftet av att fylla sitt skal. Här kan man
också dra en parallell: Dem bildar kristaller för att finna en balans, för att inte vara laddade. Naturen<br />
strävar efter denna balans och har visat det i alla möjliga situationer: Värme sprider sig för att<br />
minska kontrasten i omgivningens temperatur. Vakuum suger åt sig luft för att jämna ut trycket i<br />
omgivningen. Allting handlar om utjämning!<br />
Resultaten kaliumpermanganat och natriumklorid innehåller både metaller och vardera ickemetaller<br />
och är både salter. Natrium (i koksaltet) är en metall och kalium (i kaliumpermanganat) är också en<br />
metall och resterna i dess molekyler består av en ickemetall eller en molekyl som innehåller en eller<br />
flera ickemetaller. Salter innehåller alltså minst 1 metall och 1 ickemetall som både är laddade till<br />
motsatsen av varandra och därför skapar en kristallartad struktur. Salter har alltså en oxiderande och<br />
en reducerande del. Som en liten parantes vill jag säga att både metallerna natrium och kalium är<br />
klassade som alkalimetaller och med tanke på att både salterna löser sig enkelt i vatten kan man tro<br />
att alkalisalterna löser upp sig enklare. Det är nog därför att alkalimetallerna ligger i grupp 1: Desto<br />
större laddningar desto starkare jonbindning och desto svårare blir det att till exempel lösa upp<br />
salterna eller smälta dem. Jonbindningarna hålls ihop därför att jonernas laddning helt enkelt<br />
attraheras av varandra. Jonbindningarna är därför väldigt starka och innehåller väldigt mycket<br />
energi. Denna energi, hydratiseringsenergi, frigörs när saltet hydratiseras, löses upp, i t.ex. ett<br />
lösningsmedel som vatten.<br />
Felkällor:<br />
Vi använde oss av konduktivetsmätaren som baserades på en glödlampa. Det är mycket enklare att<br />
misstolka resultat från detta instrument eftersom att den t.ex. skulle kunna glöda jättelite utan att<br />
viskulle märka det. Det avjoniserade vattnet kanske inte heller var helt avjoniserat vilket skulle leda<br />
till att visa ämnen skulle visa sig ha en egenskap om den egentligen inte besitter.