전해질. 염화나트륨 수용액이 전류가 흐르는 이유

전해질. 염화나트륨 수용액이 전류가 흐르는 이유

 

 

고체 염화나트륨은 전류가 흐르지 않지만

염화나트륨을 물에 녹이면 수용액에 전류가 흐른다.

그 이유를 이온과 관련지어 서술하시오.

 

 

이온성 고체는 고체 상태에서는 전도성을 가지지 못하지만

액체 상태이거나 물에 녹았을 때 강한 전도성을 나타내게 된다.

설명하시오.

 

 

 

[참고] 도체와 부도체. 전해질과 비전해질

[ https://ywpop.tistory.com/7649 ]

 

 

 

이온 결합 화합물인 염화나트륨(NaCl)은

금속처럼 고체 내부를 자유로이 이동할 수 있는

자유 전자가 없기 때문에

고체 상태에서는 전류가 흐르지 않는 부도체이다.

( 참고: 자유 전자 https://ywpop.tistory.com/3467 )

 

즉, 고체 상태에서는

Na의 (원자가)전자와 Cl의 (원자가)전자는

각각 자신의 원자핵에 의해 강하게 구속되어 있기 때문에

(금속처럼 이동할 수 없어서) 전기가 통하지 않는다.

 

 

 

그러나 고체 염화나트륨을 물에 용해시키면

상황은 달라진다.

 

고체 염화나트륨이 물에 용해되면,

염화나트륨 결정을 구성하고 있던

나트륨(Na)과 염소(Cl)가 이온화되어

각각 나트륨 이온(Na^+)과 염화 이온(Cl^-)으로 분리된다.

NaCl(s) + H2O(l) → Na^+(aq) + Cl^-(aq)

( 참고: 수화 https://ywpop.tistory.com/60 )

 

 

 

결정에서 떨어져 나온 각 이온은

수용액 내에서 자유로이 이동할 수 있기 때문에,

자신의 전하와 반대인 전극으로 이동하여

전자를 운반할 수 있다.

 

이 때문에 염화나트륨을 물에 녹인 수용액은

전류가 흐르는 것이다.

 

 

 

 

[참고] 전하 운반체. charge carrier

▶ 도체인 금속: 금속의 자유 전자

▶ 도체인 탄소(흑연 전극): 탄소의 π-전자

▶ 반도체: 전자 및 정공

▶ 전해질: 양이온 및 음이온, 즉 이온

 

 

 

 

[키워드] 금속의 전도성 기준, 이온결합 화합물의 전도성 기준, 금속의 전기 전도성 기준, 이온결합 화합물의 전기 전도성 기준, 소금의 전도성 기준, 소금의 전기 전도성 기준, 전기를 전도하는 물질 기준, 이온성 고체의 전도성 기준, 전하 운반체 기준, 전하 운반체 사전