Как вода проводит электричество?

В веществах имеется два типа носителей зарядов: электроны или ионы. Движение этих зарядов создает электрический ток.

Для всех металлов характерна электронная проводимость. Нарушение кристаллической решетки затрудняет движение электронов (например, при добавке примеси) и тем самым повышает удельное сопротивление.

Для жидкостей характерна ионная проводимость. Дистиллированная вода практически не проводит ток. Но если добавить в воду растворимую соль, которая диссоциируется на ионы, то чем больше соли и чем большая ее часть распадается на ионы, тем выше проводимость раствора. Это первый фактор, влияющий на проводимость (концентрация ионов).

Остальные факторы: заряд иона (ион с зарядом +3 переносит в три раза больше ток, чем с зарядом +1); подвижность иона (тяжелые ионы движутся медленнее, чем легкие). Раствор, проводящий электрический ток, называется электролитом.

Более подробно об отличиях между электрическим током в металлах и жидких проводниках может прочитать здесь: Электрический ток в жидкостях и газах, а про электрическое сопротивление электролитов здесь: Электрическое сопротивление проводников II рода

Большое количество факторов, влияющих на проводимость элктролита, приводит к тому, что эту проводимость необходимо измерять экспериментально.

Такие измерения совершенно необходимы при оценке качества воды, поэтому для экологов выпускают серийные приборы для измерения проводимости. Более того, выпускают баночки с растворами, имеющими стандартную проводимость (с точностью до 0,1%), при этом оговорено, при какой температуре имеет место такая проводимость).

Качественно измерить проводимость можно в установке, показанной на рисунке 1. В пластинке из изоляционного материала сверлят отверстия, в которые закрепляют светодиод и резистор, к которым подсоединяют 9-вольтовую батарею.

Рис. 1. Самодельная установка для измерения проводимости воды

Длинные выводы светодиода и резистора с одной стороны можно опускать в исследуемый раствор. Проводимость раствора качественно оценивается по яркости свечения светодиода. При закорачивании длинных выводов светодиод светится на максимальной яркости (это проверка правильности работы схемы). Эта установка полностью безопасна в работе.

Статья была опубликована в журнале «РА- Электрик»