חומצה גופרתית מוליכה חשמל?
תוכן
חומצה גופרתית היא כימיקל שנמצא בבתים ובעסקים רבים. האם הוא מוליך חשמל? האם ריכוז גבוה משפיע על המוליכות החשמלית שלו? למה משמשת חומצה גופרתית אם היא מוליכה חשמל? לפני שנסביר בפירוט, הנה תשובה קצרה:
כן, חומצה גופרתית התנהגותs חשמל טוב מאוד. בעצם, יש לו יישום מיוחד בגלל החשמל הגבוה שלו עובדיםויטי. עם זאת, הוא אגרסיבי מאוד, ולכן יש להשתמש בו בזהירות.
לְהִזָהֵר! חומצה גופרתית היא חומר מאכל מאוד. זה הרסני במגע עם עור או עיניים, או בשאיפה. חשיפה רצינית אליו עלולה להוביל אפילו למוות. טפל בזה בזהירות רבה.
מה גורם לחומצה גופרתית להוביל חשמל?
אוטופרוטוליזה ויינון
חומצה גופרתית, חומצה מינרלית בעלת הנוסחה הכימית H2SO4מכיל מימן, חמצן וגופרית. זהו נוזל חסר צבע, חסר ריח, צמיג שמתערבב עם מים. יכולתה של חומצה גופרתית להוליך חשמל היטב נובעת מתהליך הנקרא אוטופרוטוליזה. זוהי תגובה כימית שבה מתרחשת פרוטונציה (העברת פרוטונים) בין מולקולות זהות, המאפשרת ניתוק.
כאשר חומצה גופרתית מומסת במים, התמיסה מיוננת על ידי הפרדה למימן (H3O+) וסולפט (HSO4-) יונים. היונים הללו הם הנושאים מטענים ומאפשרים להם להוליך חשמל. כאשר מוסיפים למים, חומצה גופרתית הופכת למוליך חשמל טוב עוד יותר, מה שהופך אותה לשימושית מאוד במובנים רבים. לפני שניכנס אליהם, בואו נראה איך הריכוז משנה עד כמה חומצה גופרתית מוליכה חשמל.
האם ריכוז גבוה יותר של חומצה גופרתית הופך אותה ליותר מוליכה חשמלית?
בחומצה גופרתית מדוללת יש פחות מ-30% חומצה גופרתית במסה, בעוד שבחומצה גופרתית מרוכזת יש יותר מ-98%. אולי תחשוב שחומצה גופרתית מרוכזת תהיה מוליך חשמל טוב יותר מהצורה המדוללת, אבל זה לא המקרה.
לחומצה גופרתית מרוכזת מוליכות חשמלית נמוכה יותר מאשר חומצה גופרתית מדוללת. זה נובע מפחות H+ כך42- יונים בצורה מרוכזת. ריכוז גבוה יותר הופך אותה לדחוסה יותר מחומצה גופרתית מדוללת, אך המוליכות החשמלית שלה מופחתת. חומצה גופרתית מדוללת מוליכה יותר חשמלית בגלל יותר H+ יונים.
שימוש בחומצה גופרתית כמוליך
קודם כל אמצעי זהירות
אמצעי זהירות נחוצים כאשר עובדים עם כל דבר המכיל חומצה גופרתית מכיוון שהוא מסוכן ומאכל מאוד. זה יכול לגרום לכוויות קשות מאוד, במיוחד בריכוזים גבוהים. לכן, חשוב מאוד ללבוש את ציוד המגן הבא:
- השתמש בהגנה לידיים כגון כפפות.
- ללבוש סינר מגן.
- ללבוש משקפי בטיחות או ללבוש מגן פנים.
שימוש רחב
לחומצה גופרתית שימושים רבים. לדוגמה, הוא משמש בבתים כמנקה ניקוז או ניקוי קערות שירותים. בתעשייה הכימית, הוא משמש לייצור דבקים, חומרי ניקוי, קוטלי חרקים וכימיקלים אחרים; בצבא משתמשים בזה לייצור חומרי נפץ. הוא משמש גם בחקלאות, צבע, דפוס, רכב ותעשיות אחרות. זהו פריט חשוב מאוד.
רוב היישומים הללו כוללים ניקוי, התייבשות או חמצון. אבל חומצה גופרתית שימושית מאוד גם בגלל התכונות החשמליות שלה. זה נחקר בפירוט להלן.
חומצה גופרתית כאלקטרוליט
אחד השימושים הנפוצים ביותר בתכונות החשמליות שלו הוא בסוללות עופרת במכוניות ובכלי רכב אחרים. בסוללת חומצת עופרת, חומצה גופרתית משמשת כאלקטרוליט בסוללת מכונית כשהיא מעורבת במים. לפיכך, הוא לא רק מוליך חשמל, אלא גם מסוגל לצבור מטען חשמלי.
כל עוד מופעל מתח טעינה על סוללת עופרת-חומצה, היא נפרדת לזוגות מנוגדים של יונים, כלומר חיוביים ושליליים. היונים נאלצים להיפרד בזמן שזרם זורם לקוטב החיובי שלהם. בטעינה מלאה, לתמיסת האלקטרוליט (ראה איור למטה) יש ריכוז גבוה של חומצה גופרתית בצורה נוזלית. הוא אוגר את רוב האנרגיה הכימית. לאחר מכן הסוללה מתרוקנת כאשר היא מחוברת לעומס. סוללת עופרת מסייעת להתניע מכונית עם מנוע בעירה פנימית.
הסתכמות
חומצה גופרתית מוליכה חשמל או לא? הסברנו שהוא עושה את זה טוב מאוד. הראינו שזה נובע מאופרוטוליזה, הסברנו כיצד הוא יכול להוליך חשמל באמצעות יינון של יוני מימן ויוני סולפט, וכי ריכוז נמוך יותר במים הופך את החומצה הגופרתית ליותר מוליכה חשמלית. בנוסף, תיארנו כיצד חומצה גופרתית משמשת כאלקטרוליט בסוללות עופרת.
עיין בכמה מהמאמרים שלנו למטה.
- סוכרוז מוליך חשמל
- חנקן מוליך חשמל
- אלכוהול איזופרופיל מוליך חשמל
