Электропроводность магния: Электропроводность магния

Содержание

Магний проводит электричество: 11 важных фактов

Магний в основном встречается в форме оксида/сульфида. Давайте обсудим, как магний проводит электричество в этой статье.

Магний имеет два валентных электрона, которые помогают проводить электричество. В ионной форме он может быть проводником только в расплавленном виде. Магний обладает хорошей проводимостью и не сопротивляется потоку электричества.

Электрические свойства магния могут определять его проводимость. Кроме того, степень окисления магния, полученная путем обмена валентными электронами, может рассказать нам об электростатической силе и проводимости/сопротивлении. Давайте подробно обсудим, как магний проводит электричество дальше.

Магний изолятор или проводник?

Изолятор не пропускает через себя тепло или электричество, а проводники пропускают. Давайте посмотрим, является ли магний изолятором или проводником.

Магний является проводником, потому что, как и любой другой металл, он пропускает электричество и тепло. Однако он не обладает хорошими проводящими свойствами, так как в основном находится в ионной форме..

Как магний проводит электричество?

Металл может проводить электричество из-за потока электрического потока, производящего электрический ток. Давайте обсудим, как магний может проводить электричество.

Магний проводит электричество только в смешанной/растворенной в водной среде жидкости. Валентные электроны магния диссоциируют при получении достаточного количества энергии, необходимой для возбуждения на орбите с более высокой энергией, создавая таким образом электрический поток и поток тока.

Почему магний проводит электричество?

Элемент производит электричество с нестабильной электронной конфигурацией и свободными электронами, которые мигрируют, чтобы проводить электричество. Давайте обсудим, как Mg проводит электричество.

Магний проводит электричество, потому что у него нет стабильной электронной конфигурации, которая заполнена менее чем наполовину. Следовательно, он отдает электроны, образуя ионы. Высвобождаемая ионная энергия помогает проводить электричество.

Какова электропроводность магния?

Электропроводность – это отношение плотности тока на единицу длины проводника, измеряемое в сименсах на метр. Узнаем значение электропроводности Mg.

Электропроводность магния составляет 0.226×106 /см·Ом. Это собственность a магний, который определяет скорость протекания тока через него. Проводимость магния обратно пропорциональна удельному сопротивлению материала.

Является ли магний хорошим проводником электричества?

Материя является хорошим проводником электричества, если она металлическая и пропускает ток. Давайте обсудим, является ли магний хорошим проводником или нет.

Магний не является хорошим проводником электричества по сравнению с другими металлами, потому что он сильно реагирует с кислородом, азотом и даже углекислым газом, что снижает его проводящие свойства. Следовательно, он считается непригодным для проведения электричества..

Почему магний хуже проводит электричество, чем медь?

Металл является плохим проводником, если суммарный поток электрического потока через площадь его поперечного сечения меньше. Давайте подробнее остановимся на том, почему Mg является плохим проводником, чем Cu.

Магний является плохим проводником, чем медь, потому что электроны легче диссоциируют от меди, чем от магния. Валентные электроны меди легко преодолевают электростатическую силу из-за большой помехи электронов от ядра атома, которая у атома магния очень мала.

Медь имеет атомный номер 29 и валентный электрон 1, а магний имеет 2 электрона на валентной оболочке. Один электрон может легко диссоциировать от металла.

Структура и связывание магния

Структура и связь металла зависят от общего числа электронов в его валентной оболочке. Давайте обсудим структуру и связь Mg ниже.

Магний имеет гексагональную плотноупакованную структуру с атомным номером Mg A=12.
Ковалентный радиус магния составляет почти 140 пм.
Магний может образовывать ионные и ковалентные связи.
Mg легко реагирует с кислородом в атмосфере, поэтому в основном присутствует в виде оксидов.

Электронная структура Mg

Ядро атома показано синим цветом, а электроны показаны красным цветом, как показано на атомной диаграмме выше. Отдав два электрона, он приобретает степень окисления +2, как показано на диаграмме ниже.

Электронная структура ионизированного Mg

Свойства магния

Есть несколько физических и химических свойств магния; они наблюдаемы и химически определены. Давайте обдумаем свойства магния ниже.

Это легкий металл, умеренно твердый и находится в твердой фазе.
Температура плавления магния 651.^o С, а температура кипения 1100^o C.
Он находится в основном в форме оксида и легко реагирует с кислородом при комнатной температуре.
Он легко улавливает огонь, давая белый свет.

Является ли магний хорошим проводником тепла и почему?

Хорошие проводники пропускают через себя тепло; поговорим дальше о том, является ли магний хорошим проводником тепла или нет.

Магний является хорошим проводником тепла, потому что это металл с двумя валентными электронами, которые делают его хорошим проводником тепла и электричества. Он позволяет теплу и электрическому потоку течь через него.

Свободные электроны Mg захватывают тепло и вибрируют, повышая температуру вещества, состоящего из магния.

Оксид магния проводит электричество?

Любая материя может проводить электричество, если в ней есть свободные электроны или если она диссоциирует на ионы. Проанализируем, проводит ли оксид магния электричество.

Оксид магния не проводит электричество, потому что it образуется путем обмена двумя валентными электронами с атомом кислорода, которому не хватает двух электронов для завершения своей валентной орбиты; имеет нейтральный заряд.

Сульфат магния проводит электричество?

Два иона (катион и анион) объединяются, образуя одно соединение, которое нейтрализует суммарный заряд. Давайте обсудим, может ли сульфат магния проводить электричество.

Сульфат магния не проводит электричество, потому что в его структуре ионной решетки нет электронов для проведения электричества. Степень окисления сульфата равна -2, которая нейтрализуется ионом магния. Он диссоциирует на ионы в водной среде, проводя электричество.

Заключение

Из этой статьи мы можем сделать вывод, что магний является металлом и, следовательно, является хорошим проводником электричества и тепла. Однако он в основном находится в ионном состоянии и поэтому не проводит электричество. Проводимость электричества возможна в его водной форме.

Влияние ионного состава воды на её электропроводность | C.O.K. archive | 2021

Электропроводность воды — это важнейший параметр её качества, который может быть определён самым простым и доступным способом. Электропроводность зависит от количества растворённых в воде солей, кислот и оснований, то есть от количества ионов. Соответственно, величина электропроводности зависит от концентрации ионов в воде. Чем выше концентрация, тем больше электропроводность. Таким образом, по значению этого параметра можно определить общее солесодержание воды.

Следует отметить, что электропроводность воды, то есть её способность к переносу электрического заряда (электронов), определяется ионами и называется ионной. Если поместить в воду два электрода и включить их в схему с источником тока, то его протекание между ними будет определяться перемещением ионов от одного к другому. Очевидно, что разные ионы будут иметь разную способность к перемещению, или, как принято говорить, они имеют различную подвижность. Последняя в основном определяется условиями взаимодействия ионов с растворителем (водой). Наглядно этот процесс можно представить довольно просто. Если растворить в воде хлорид натрия, то образуются катионы натрия, имеющие положительный заряд, и анионы хлорида, имеющие отрицательный заряд. Катион и анион вступают во взаимодействие с молекулами воды и гидратируются ею, то есть ионы, имеющие заряд, притягивают дипольные молекулы воды.

Способность к удержанию гидратной оболочки у разных ионов различная. Здравый смысл говорит о том, что чем больше валентность иона и чем больше его атомная масса, тем большей способностью к удержанию гидратной оболочки он обладает. Катион натрия в гидратной оболочке осуществляет перенос электрона в воде от одного электрода к другому. При этом натрий является одновалентным и, соответственно, переносит только один электрон. Ион хлорида тоже переносит только один электрон. Если в воде растворить хлорид кальция, то двухвалентный ион кальция в гидратной оболочке сможет переносить уже два электрона. Соответственно, за один раз ион натрия переносит один электрон, а ион кальция — два. Получается, что способность иона кальция к переносу электрического заряда должна быть в два раза больше, чем иона натрия. На самом деле всё так и есть.

В табл. 1 представлены значения удельной эквивалентной электропроводности (подвижности ионов) в Ом-1· см²/моль при 25°C. Из табл. 1 видно, что подвижности ионов кальция и натрия, при бесконечном разбавлении их в воде (отсутствие влияния ионной силы раствора), практически равны (59,5 и 50,11). Таким образом, подвижность эквивалентного количества кальция по отношению к натрию составит 59,5×2 = 119, а подвижность натрия останется 50,11. Получается, что определённое количество молей кальция может перенести более чем в два раза больше электрического заряда, чем такое же количество молей натрия. Это правило соблюдается для ионов любой валентности.

Можно заметить, что чем больше молярная масса иона и больше его валентность, тем больше он теряет подвижность при увеличении концентрации ионов в воде. Потерю подвижности ионов при увеличении их концентрации в растворе можно сравнить с человеком, который пересекает площадь, когда на ней нет людей, и делает то же самое, когда на площади находится толпа народу. Когда «людей» нет, тяжёлые многовалентные ионы имеют преимущество перед одновалентными при пересечении площади. Когда на ней толпа, то многовалентный ион, как большой человек с раскинутыми руками, значительно сильнее тормозится остальными людьми, чем небольшой человек с одной вытянутой рукой.

Рис. 1. Падение подвижности ионов при увеличении концентрации растворов

На рис. 1 представлены графики изменения подвижности ионов в воде в зависимости от их концентрации. Фактически это графическое отображение табл. 1. Можно видеть, что наибольшее падение подвижности имеет самый тяжёлый двухвалентный ион сульфата, далее — одинаковое уменьшение подвижности имеют двухвалентные ионы кальция и магния, и наименьшая потеря — у одновалентных ионов натрия и хлорида. Таким образом, зная значение электропроводности воды, можно определить концентрацию ионов в ней. Но здесь возникает вопрос: «Как достоверно определить солесодержание воды (общую массу ионов в воде, отнесённую к 1 л), если в жидкости содержится не одна конкретная соль, а несколько?».

Для очень приблизительного определения солесодержания воды по электропроводности используют упрощение, которое предполагает, что вся соль в воде содержится в виде хлорида натрия. Хлорид натрия, растворённый в воде, имеет коэффициент пересчёта электропроводности в солесодержание 0,5–0,55 в зависимости от значения солесодержания воды. Если этот параметр меньше 1 г/л, то используют коэффициент пересчёта 0,5. Чем больше солесодержание, тем выше коэффициент пересчёта. При 16 г/л NaCl коэффициент пересчёта будет 0,57.

Соответственно, для пресных вод (поверхностных и подземных) предполагается, что вся соль — это хлорид натрия, и измеренная величина электропроводности умножается на 0,5–0,55.

На самом деле практически все пресные поверхностные воды и большинство подземных имеют в своём составе преимущественно соли карбонатной и некарбонатной жёсткости. Непосредственно доля хлорида натрия в поверхностных водах редко когда бывает больше 10–20% от общего ионного состава.

В этих условиях использование коэффициента пересчёта 0,5–0,55 приводит к существенной погрешности в определении солесодержания [мг/л]. Конечно, принципиально можно определить, питьевая это вода или нет, и, например, работает ли установка обессоливания воды. Но погрешность составит примерно 25–30%. Это не позволяет ориентироваться на общее солесодержание воды исходя из электропроводности. Соответственно, необходимо делать анализ на все ионы, входящие в состав источника воды.

Например, в табл. 2 приведены самые доступные и простые данные анализа воды из поверхностного источника на такие параметры, как общая жёсткость, щёлочность и электропроводность.

В результате, ориентируясь на солесодержание воды по электропроводности, получено следующее значение солесодержания S = 451×0,5 = 225,5 мг/л (0,5 — коэффициент пересчёта для NaCl). Концентрация бикарбоната кальция Са(НСО3)2 равна (2,1/2)×162 = 170,3 мг/л, где 162 — молярная масса бикарбоната кальция [г/моль]. Если принять, что остальная соль в воде представлена хлоридом кальция (СаСl2), то получим СаСl2 = [(3,2–2,1)/2]×111 = 61,05 мг/л, где 111 — молярная масса хлорида кальция. Итого: 170,3 + 61,05 = 231,35 мг/л.

Формально солесодержания равны. На самом деле полный анализ воды показал, что в данной жидкости содержится 60 мг/л сульфатов и 25 мг/л натрия. Итого солесодержание воды, рассчитанное по ионному составу, получилось 312 мг/л. Получается, что значение солесодержания по электропроводности определяет в воде только часть солей при использовании коэффициента пересчёта 0,5–0,55.

Погрешность в измерениях по электропроводности составила почти 30%. Для воды данного состава коэффициент пересчёта электропроводности в солесодержание должен быть 0,69. Это значение значительно отличается от общепринятой величины 0,5–0,55.

Далее произведём несложные расчёты электропроводности воды, состав которой представлен в табл. 2, 3, и сравним со значением измеренной электропроводности по кондуктометру — 451 мкСм/см.

Для расчёта используем данные источника [1].

Электропроводность воды по мольной концентрации в ней конкретного типа соли можно определить по формуле:

μ = 1000Cμ0(1 — aКОРЕНЬ[C]) + bC), (1)

где μ — электропроводность соли, мкСм/см; С — концентрация соли, моль/л; μ0 — предельная электропроводность соли при бесконечном разбавлении; a и b — коэффициенты, разные для каждого вида соли, берутся по данным [1].

По формуле (1) были определены значения электропроводности воды для хлорида кальция. Для бикарбоната кальция пересчёт солесодержания в электропроводность был произведён на основании графиков [1]. Результаты расчёта представлены в табл. 3.

В табл. 3 представлены концентрации соответствующих солей в [моль/л], полученные в результате анализа.

Затем, путём умножения на молярную массу, были получены значения концентрации соли в воде в [мг/л]. Далее на основании формулы (1) и графиков [1] была рассчитана электропроводность водного раствора каждой соли, а затем вычислен коэффициент пересчёта электропроводности в солесодержание n путём деления второго на первое.

Если принять, что в исходной воде в качестве катионов содержится только кальций, то в результате расчёта получается значение электропроводности воды, равное 468,4 мкСм/см. Это больше, чем измеренное значение электропроводности (451 мкСм/см). При учёте солей магния, точнее, их доли, расчётная электропроводность составила 459,2 мкСм/см. При этом солесодержание воды было 311 мг/л, а коэффициент пересчёта — 0,665. Как мы видим, реальный коэффициент значительно больше, чем 0,5.

При анализе табл. 3 выясняется, что основное влияние на коэффициент пересчёта электропроводности в солесодержание оказывает анионный состав — прежде всего концентрация бикарбонатов (из-за большого коэффициента пересчёта n = 0,8–1,0). Можно сказать, что для карбонатных, кальциево-магниевых вод коэффициент пересчёта электропроводности в солесодержание должен быть в диапазоне 0,6–0,75. И только для хлоридных и сульфатных вод (при любом катионном составе) коэффициент пересчёта составит 0,5–0,55.

Для ориентировочного определения коэффициента пересчёта электропроводности в солесодержание необходимо знать только значение электропроводности, жёсткости и щёлочности (HCO3) воды. Для ориентировочного определения коэффициента пересчёта электропроводности воды в солесодержание (карбонатно-кальциевой воды) имеется формула:

n = (nHCO3qHCO3 + nSO4,ClqSO4,Cl) — 0,05,

где nHCO3 — коэффициент пересчёта для бикарбоната кальция, принимается nHCO3 = 0,86; nSO4,Cl — коэффициент пересчёта для сульфата кальция, nSO4,Cl = 0,53; qHCO3 — доля бикарбоната от суммы всех анионов в г-экв; qSO4,Cl — доля суммы сульфата и хлорида от всех анионов.

Пример. Имеется вода карбонатно-кальциевого типа, её электропроводность — 550 мкСм/см; жёсткость — 4,5 мг-экв/л; щёлочность — 2,7 мг-экв/л. Предполагается отсутствие в воде одновалентных катионов. Соответственно, концентрация анионов предполагается равной 4,5 мг-экв/л, тогда:

qHCO3 = 2,7/4,5 = 0,6;

qSO4,Cl = 1–0,6 = 0,4;

n = (0,86×0,6 + 0,53×0,4) — 0,05 = 0,678.

Соответственно, солесодержание воды будет равно S = 550×0,678 = 373 мг/л.

Реальная величина коэффициента пересчёта для данной воды составила 0,665. Погрешность при использовании данной формулы для карбонатно-кальциевых вод составляет не более 0,05.

Вторая часть данной статьи посвящена вопросу изменения солесодержания воды в процессе её умягчения.

Для понимания, как изменяется солесодержание и электропроводность умягчённой воды, давайте рассмотрим данные табл. 4. В этой таблице представлены данные для расчёта коэффициента пересчёта каждой соли.

Методика пересчёта следующая:

1. По справочнику [2] определяются молярные электропроводности ионов в воде при бесконечном разбавлении. Например, электропроводность кальция при бесконечном разбавлении равна 59,5 мкСм/см, бикарбоната — 44,5 мкСм/см. Получаем 59,5 + 44,5 = 104 мкСм/см. Производим такие расчёты для всех солей.

Результаты расчёта записываем в последний столбец табл. 4.

2. Задаёмся молярной концентрацией солей так, чтобы концентрации всех солей были эквивалентно равны. То есть для двухвалентных солей — 0,5 ммоль/л, для одновалентных — 1 ммоль/л. Значения записываем в первый столбец.

3. Умножая на молярную массу каждой соли, получаем концентрацию соли в мг/л. Это третий столбец.

4. Делим значение из третьего столбца на значение из последнего столбца и получаем величину коэффициента пересчёта n для каждой соли.

5. Округляем значение n до второго знака после запятой и умножаем на значение столбца 3.

Как можно видеть, электропроводность любых эквивалентных концентраций солей одного аниона уменьшается с уменьшением заряда и атомной массы катиона. Например, значение электропроводности бикарбоната кальция — самое большое по сравнению с бикарбонатом магния и натрия. Кальций двухвалентный и имеет самую большую массу. Затем следует бикарбонат магния. И самая маленькая электропроводность из бикарбонатных солей у одновалентного натрия. И это при том, что в эквивалентных концентрациях натрия в два раза молей больше, чем кальция или магния.

Такая же последовательность наблюдается и для других анионов.

Получается, что при бесконечном разбавлении раствора двухвалентные ионы переносят больше электрического заряда. Но эксперименты подтверждают, что умягчённая вода, которая содержит только натриевые соли в концентрациях, эквивалентных исходным кальциевым и магниевым солям, практически всегда имеет более высокую электропроводность. Это связано с тем, что в реальных растворах гидратированные ионы сталкиваются друг с другом, как выше было образно сказано «переходят площадь, на которой толпа людей» (то есть других ионов). В этом случае наблюдается значительное уменьшение переноса электрического заряда двухвалентными ионами. Уже при концентрации в несколько [мг/л] наблюдается значительное падение их электропроводности.

Для того, чтобы наглядно показать это, автор провёл несколько экспериментов по умягчению жёсткой воды.

Было приготовлено четыре раствора.

Два раствора CaCl2 с электропроводностью 1168 и 339 мкСм/см. Два раствора MgSO4 с электропроводностью 1169 и 355 мкСм/см. Затем было проведено умягчение всех растворов и сделано измерение их электропроводности. Для умягчения использовалась ионообменная колонка с катионитом, а для измерения электропроводности — поверенный кондуктометр с погрешностью не более 1,5% от измеренной величины.

Результаты эксперимента приведены в табл. 5 и 6. Из данных табл. 5 видно, что электропроводность исходного раствора хлорида кальция больше, чем тот же параметр полученного в результате умягчения раствора хлорида натрия. Причём разница в электропроводности исходной и умягчённой воды уменьшается незначительно даже при увеличении солесодержания в четыре раза. Это подтверждает тот факт, что одновалентные ионы хлорида незначительно теряют подвижность с ростом общего количества ионов.

Коэффициент пересчёта меняется незначительно, как для хлорида кальция, так и для хлорида натрия. Но, так как кальций двухвалентный, он больше теряет подвижность с ростом солесодержания, и, соответственно, коэффициент пересчёта для хлорида кальция вырастает на 0,47–0,445 = 0,025. При том, что коэффициент пересчёта для хлорида натрия вырастает всего на 0,5–0,48 = 0,02.

Из данных табл. 6 видно, что электропроводность исходного раствора сульфата магния меньше, чем электропроводность полученного в результате умягчения раствора сульфата натрия. Причём чем больше электропроводность (солесодержание) раствора, тем больше разница между электропроводностью умягчённой и исходной воды. Это говорит о том, что тяжёлый, двухвалентный ион сульфата при увеличении солесодержания воды значительно теряет подвижность. В связи с этим коэффициент пересчёта n вырастает от 0,56 до 0,7 при увеличении солесодержания всего в 3,5 раза.

Эксперимент подтверждает ключевое влияние величины солесодержания и двухвалентных ионов на увеличение электропроводности умягчённой воды по сравнению с исходной.

Мною был проведён эксперимент по умягчению водопроводной воды с жёсткостью 3,2 мг-экв/л и электропроводностью 451 мкСм/см. Результаты измерений представлены на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость электропроводности умягчённой воды от её остаточной жёсткости

Как видно из рис. 2, жёсткость умягчённой воды сразу после начала фильтрования составила 0,05 мг-экв/л, а электропроводность — 468 мкСм/см. Затем электропроводность начала падать, и при значении 464 мкСм/см жёсткость составила 0,1 мг-экв/л. Далее началось существенное падение электропроводности и значительное повышение жёсткости. Причём падение первого носит линейный характер по отношению ко второму.

Можно сказать, что до значения электропроводности 464 мкСм/см умягчение воды проходило в объёме фильтроцикла до истощения катионита по ионам натрия. После этого истощения электропроводность упала ниже 464 мкСм, и жёсткость фильтрата выросла недопустимо для первой ступени умягчения. Когда катионит потерял способность к ионообмену, электропроводность исходной воды стала равна таковой у «умягчённой».

Интересное наблюдение. При умягчении воды в самом начале фильтроцикла, когда катионит гарантированно был насыщен ионами натрия, электропроводность полученного фильтрата держалась на уровне 467 мкСм/см, что соответствовало величине жёсткости умягчённой воды 0,05 мг-экв/л. Затем была значительно увеличена скорость фильтрования, которая была гарантированно больше 100 м/ч. При этом даже насыщенный катионит не успевал полностью умягчать воду, и электропроводность воды снизилась до 461 мкСм/см, что соответствует 0,75 мг-экв/л жёсткости. Затем скорость была восстановлена до значений от 20 до 25 м/ч. Электропроводность снова выросла до 467 мкСм/см.

Это было сделано для того, чтобы исключить возможное влияние на электропроводность фильтрата возможных остатков регенерационного раствора и чётко определить верхнюю границу электропроводности умягчённой воды.

В табл. 3 представлены данные расчёта электропроводности воды, содержащей бикарбонат натрия, хлорид натрия и сульфат натрия (умягчённой воды, для которой проводился эксперимент).

Мольная концентрация бикарбоната натрия будет в два раза больше того же показателя исходного бикарбоната кальция, так как 1 моль карбоната кальция эквивалентно замещается двумя молями бикарбоната натрия. Так же — для хлорида натрия. Мольная концентрация сульфата натрия будет равна аналогичному показателю сульфата кальция.

По данным [1] были определены значения коэффициентов пересчёта солесодержания в электропроводность для натриевых солей. Затем была рассчитана электропроводность каждой из них. В результате сумма электропроводностей всех солей составила 473,9 мкСм/см.

В результате расчёта определено, что электропроводность жёсткой воды составила 459,2 мкСм/см, а умягчённой — 473,9 мкСм/см. Расчётная электропроводность умягчённой получилась немного выше, чем расчётная электропроводность жёсткой. Это соответствует реальным показателям электропроводности на рис. 2.

Так как в природной воде всегда содержится кальций и магний, а также не менее 70% от суммы всех анионов составляет бикарбонат + сульфат, то электропроводность умягчённой воды в подавляющем большинстве случаев будет выше электропроводности жёсткой воды, поступающей на умягчение.

Только в том случае, если в исходной жёсткой воде не будет бикарбоната и сульфата, то после умягчения такой жидкости электропроводность уже умягчённой будет ниже электропроводности исходной жёсткой при солесодержании исходной воды не более 1 г/л.

Необходимо отметить, что чем выше солесодержание исходной воды и, соответственно, жёсткость, тем больше будет разница в значениях электропроводности жёсткой и умягчённой. Электропроводность умягчённой воды будет расти прямо пропорционально увеличению жёсткости и, соответственно, солесодержанию исходной жидкости. Как было показано выше, при более высоком солесодержании воды бóльшую подвижность будут иметь одновалентные ионы натрия по сравнению с двухвалентными ионами кальция и магния.

Можно видеть, что экспериментальные данные подтверждают данные расчётов. Для воды с исходной жёсткостью 3,2 мг-экв/л и величиной электропроводности 459,2 мкСм/см перепад электропроводности составил в среднем 15 мкСм.

Анализируя электропроводности различных вод до и после установок умягчения на различных объектах, автор установил определённую закономерность в изменении электропроводности исходной и умягчённой воды.

Увеличение электропроводности воды, умягчённой по сравнению с жёсткой, составляет примерно от 15 до 25 мкСм на 3 мг-экв/л жёсткости. Конечно, необходимо помнить, что данная зависимость характерна только для пресных, слабосолёных, карбонатно-сульфатных поверхностных и подземных вод.

Далее пример из практики автора.

Электропроводность исходной воды до умягчения составляла 1692 мкСм/см и жёсткость — 11,5 мг-экв/л. После умягчения воды её электропроводность составила 1795 мкСм/cм. Увеличение электропроводности составило 103 мкСм/см. Данная величина довольно существенна и позволяет вести контроль за установкой умягчения даже при использовании довольно дешёвого кондуктометра.

Выводы

1. Коэффициент пересчёта электропроводности в солесодержание n зависит прежде всего от анионного состава воды и общей концентрации ионов в ней.

2. Для вод с содержанием бикарбоната от 30 до 80% и более коэффициент пересчёта должен определяться в диапазоне от 0,6 до 0,75.

3. Использование коэффициента пересчёта 0,5–0,55 обосновано только для хлоридно-сульфатных вод. В большей степени — хлоридных.

4. Для ориентировочного определения коэффициента пересчёта электропроводности в солесодержание (карбонатно-кальциевой воды) можно воспользоваться следующей формулой:

n = (nHCO3qHCO3 + nSO4,ClqSO4,Cl) — 0,05,

где nHCO3 — коэффициент пересчёта для бикарбоната кальция, nHCO3 = 0,86; nSO4,Cl — коэффициент пересчёта для сульфата кальция; nSO4,Cl = 0,53; qHCO3 — доля бикарбоната от суммы всех анионов в молях; qSO4,Cl — доля суммы сульфата и хлорида от всех анионов.

5. Увеличение электропроводности умягчённой воды по сравнению с исходной жёсткой для карбонатно-кальциевых вод происходит прежде всего за счёт присутствия в воде кальция, магния и сульфата и величины общего солесодержания. Чем выше жёсткость исходной, тем больше разница между электропроводностями умягчённой и жёсткой воды.

6. При умягчении воды вполне допустимо осуществлять постоянный автоматический контроль этого процесса измерением электропроводности исходной и умягчённой жидкости. При этом чем выше жёсткость исходной воды, тем эффективнее процесс контроля по электропроводности. При водоподготовке для паровых и водогрейных котлов использование данного метода вполне оправдано в качестве дополнительного.

Для технологий, не подразумевающих повышенных требований к жёсткости воды, данный метод контроля вполне применим как основной. Например, для получения питьевой воды или для использования умягчения в качестве предварительной ступени водоподготовки (например, перед осмосом).

Магний проводит электричество: 11 важных фактов —

Автор: АКШИТА МАПАРИ

Является ли магний изолятором или проводником?

Изолятор не пропускает через себя тепло или электричество, в отличие от проводников. Давайте посмотрим, является ли магний изолятором или проводником.

Магний является проводником, поскольку, как и любой другой металл, пропускает электричество и тепло. Однако он не обладает хорошими проводящими свойствами, так как в основном находится в ионной форме .

Как магний проводит электричество?

Металл может проводить электричество благодаря потоку электрического потока, производящему электрический ток. Давайте обсудим, как магний может проводить электричество.

Почему магний проводит электричество?

Элемент производит электричество с нестабильной электронной конфигурацией и свободными электронами, которые мигрируют для проведения электричества. Давайте обсудим, как Mg проводит электричество.

Магний проводит электричество, потому что он не имеет стабильной электронной конфигурации, которая заполнена менее чем наполовину. Следовательно, он отдает электроны, образуя ионы. Высвобождаемая ионная энергия помогает проводить электричество.

Какова электропроводность магния?

Электропроводность – это отношение плотности тока на единицу длины проводника, измеряемое в Сименсах на метр. Давайте узнаем значение электропроводности Mg.

Электропроводность магния составляет 0,226×106 Ом/см. Именно свойство магния и определяет скорость протекания через него тока. Проводимость магния обратно пропорциональна удельному сопротивлению материала.

Является ли магний хорошим проводником электричества?

Магний не является хорошим проводником электричества по сравнению с другими металлами, поскольку он сильно реагирует с кислородом, азотом и даже двуокисью углерода, что снижает его проводящие свойства. Следовательно, считается непригодным для проведения электричества .

Почему магний хуже проводит электричество, чем медь?

Металл является плохим проводником, если суммарный поток электрического потока через площадь его поперечного сечения меньше. Давайте уточним, почему Mg является плохим проводником, чем Cu.

Магний является плохим проводником, чем медь, потому что электроны легче диссоциируют от меди, чем от магния. Валентные электроны меди легко преодолевают электростатическую силу благодаря большому торможению электронов от ядра атома, которое у атома магния очень меньше.

Структура и связь магния

Магний имеет гексагональную плотноупакованную структуру с атомным номером Mg A=12.
Ковалентный радиус магния составляет около 140 пм.
Магний может образовывать ионные и ковалентные связи.
Mg легко реагирует с кислородом в атмосфере, поэтому в основном присутствует в форме оксидов.

Электронная структура Mg

Электронная структура ионизированного Mg

Свойства магния

Существует несколько физических и химических свойств магния; они наблюдаемы и химически определены. Давайте подумаем о свойствах магния ниже.

Это легкий металл средней твердости, который находится в твердой фазе.
Температура плавления магния 651 ^o С, температура кипения 1100 ^o С.
Встречается в основном в форме оксида и легко реагирует с кислородом при комнатной температуре.
Легко улавливает огонь, излучая белый свет.

Является ли магний хорошим проводником тепла и почему?

Свободные электроны Mg захватывают тепло и вибрируют, повышая температуру материи, состоящей из магния.

Проводит ли оксид магния электричество?

Любая материя может проводить электричество, если в ней есть свободные электроны или если она диссоциирует ионы. Проанализируем, проводит ли оксид магния электричество.

Оксид магния не проводит электричество, потому что он образуется путем обмена двумя валентными электронами с атомом кислорода, которому не хватает двух электронов для завершения своей валентной орбиты; имеет нейтральный заряд.

Проводит ли сульфат магния электричество?

Два иона (катион и анион) объединяются в одно соединение, которое нейтрализует суммарный заряд. Давайте обсудим, может ли сульфат магния проводить электричество.

Сульфат магния не проводит электричество, потому что в его ионной решетке нет электронов для проведения электричества. Степень окисления сульфата равна -2, которая нейтрализуется ионом магния. Он диссоциирует на ионы в водной среде, проводя электричество.

Заключение

На основании этой статьи мы можем заключить, что магний является металлом и поэтому является хорошим проводником электричества и тепла. Однако в основном он находится в ионном состоянии и поэтому не проводит электричество. Проводимость электричества возможна в его водной форме.

Магний проводит электричество? (ответил)

Магний — это химический элемент, имеющий символ Mg и атомный номер 12. Он принадлежит ко 2-й группе периодической таблицы и имеет много общих физических и химических свойств с пятью другими щелочноземельными металлами: бериллием (Be), кальцием ( Ca), стронций (Sr), барий (Ba) и радий (Ra). Его название происходит от Магнезии, района Фессалии (Греция), где впервые была обнаружена магнезия белая.

Вы когда-нибудь задумывались, может ли магний проводить электричество ? В этой статье мы собираемся обсудить именно это. Начнем со свойств магния. Затем мы узнаем, как различные его формы взаимодействуют с электричеством и теплом.

Прочтите: проводит ли алмаз электричество?

Является ли магний электропроводным?

Да, магний является проводником. Как и любой другой металл, он пропускает электричество и тепло, хотя и не является хорошим проводником. Чтобы материал проводил электричество, в нем должны быть свободные электроны, которые могут перемещать электрический заряд из одного места в другое. У магния есть свободные электроны, поэтому он является проводником.

Ионы металлов образуют гигантскую структуру, известную как «море делокализованных электронов», способную свободно перемещаться. Как и у всех металлов, у магния есть делокализованные электроны, которые могут переносить электрический заряд из одной точки в другую. Именно поэтому он проводит электричество.

Однако магний не является хорошим проводником, поскольку он очень активно взаимодействует с кислородом, азотом и углекислым газом. При контакте с воздухом магний образует непроницаемый оксид с очень низкой электропроводностью.

Если электрическое оборудование изготовлено из магния, его необходимо обработать, чтобы удалить оксид, и установить герметичное соединение. Он все равно не был бы отличным проводником и стоил бы намного дороже. Кроме того, магний легко воспламеняется, что может сделать его довольно опасным.

Медь лучше проводит электричество. Имея атомный номер 29, он имеет 1 валентный электрон по сравнению с 2 валентными электронами магния. Легче отделить один электрон от металла; проводимость меди примерно в 2,5 раза лучше, чем у магния.

Свойства магния

Вот свойства магния:

Физические свойства: Элементарный магний представляет собой легкий металл, цвет которого варьируется от серого до белого. Он имеет две трети плотности алюминия и довольно хрупок, легко ломается по полосам сдвига. Магний имеет самую низкую температуру плавления (923 К или 650 ° С), а также самую низкую температуру кипения (1363 К или 1090 ° С) из всех щелочноземельных металлов. Магний должен быть объединен с другими металлами, такими как алюминий, чтобы стать ковким.

Химическое поведение: Магний слегка тускнеет на воздухе. Но он образует тонкий слой защитного оксида, который является совершенно непроницаемым, поэтому ему не требуется бескислородная среда, в отличие от других щелочноземельных металлов. В виде порошка магний реагирует с водой с образованием водорода, хотя он реагирует медленнее, чем кальций. Магний также экзотермически реагирует с большинством кислот, таких как соляная кислота.

Воспламеняемость: Магний легко воспламеняется, особенно когда он измельчен в порошок или нарезан тонкими полосками. Температура пламени магния и его сплавов может достигать 5610 ° F (3100 ° C), и эти пожары особенно трудно потушить, поскольку горение продолжается в азоте, двуокиси углерода и даже в воде. Вот почему его использовали для поджигания бомб во время Второй мировой войны, когда единственной защитой было задушить пламя песком.

Световые свойства: При сгорании на воздухе магний излучает ярко-белый свет, который включает в себя сильные ультрафиолетовые волны. Порошок магния использовался в качестве порошка вспышки на заре фотографии для освещения сцены. Позже он использовался в одноразовых фотовспышках. Магний теперь используется в военных ракетах, фейерверках и для различных других театральных эффектов.

Распространение: Магний не встречается в природе в свободном виде, и первоначально он был известен как соединение, такое как магнезия белая (оксид) и магнезит (карбонат). Магний является восьмым по распространенности элементом в земной коре и содержится в крупных месторождениях магнезита, доломита и минеральных водах. Он образуется в крупных звездах в результате последовательного добавления трех ядер гелия к ядру углерода.

В промышленных масштабах магний получают электролизом расплавленного хлорида магния (MgCl2), в основном полученного из морской воды. Его также можно получить восстановлением соединений магния подходящими восстановителями.

Прочтите: проводит ли резина электричество? (Является ли резина изолятором?)

Магний проводит электричество в расплавленном состоянии?

Да, магний проводит электричество как в твердом, так и в расплавленном состоянии. Некоторые соединения магния (бромид магния, хлорид магния и др.) могут не быть проводниками в твердом состоянии, но в жидком состоянии они способны проводить электричество.

В твердом состоянии атомы многих соединений (например, бромида магния) тесно связаны друг с другом, что препятствует свободному движению электронов. Однако, когда они растворяются в воде, они диссоциируют на ионы.

Эти ионы свободно перемещаются и могут переносить электрический заряд из одного места в другое. Вот почему многие соединения магния могут проводить электричество в жидком состоянии.

Элементарный магний способен проводить электричество даже в твердом состоянии, потому что, как и все металлы, он имеет море делокализованных электронов, которые могут свободно двигаться и проводить электричество.

Проводит ли бромид магния электричество?

Да, бромид магния проводит электричество при растворении в воде. Бромид магния представляет собой электролит, вещество, которое растворяется в воде с образованием ионов, проводящих электричество.

Бромид магния представляет собой химическое соединение магния и брома, имеющее химическую формулу MgBr ₂ . MgBr ₂ хорошо растворим в воде. В жидком состоянии бромид магния диссоциирует на ионы и проводит электричество.

Проводит ли карбонат магния электричество?

Да, карбонат магния проводит электричество при растворении в воде. Карбонат магния (MgCO ₃ ), также известный как белый магний, представляет собой бесцветную или белую неорганическую соль. Он проводит электричество, потому что это ионное соединение.

Ионные соединения обычно образуют кристаллы, имеют высокие температуры плавления/кипения и являются твердыми. В твердом виде они не проводят электричество, но при растворении в воде проводят.

Карбонат магния при растворении в воде диссоциирует на ионы, способные свободно перемещаться. Вот как он проводит электричество.

Прочтите: проводит ли лед электричество ?

Проводит ли хлорид магния электричество?

Хлорид магния проводит электричество только в расплавленном или жидком состоянии. Хлорид магния имеет химическую формулу MgCl 9.0008 ₂ , и его можно извлечь из морской воды. Помимо безводной формы, хлорид магния встречается в виде различных гидратов, представляющих собой ионные соединения, растворимые в воде и проводящие электричество.

Хлорид магния представляет собой ионное соединение. При растворении в воде он диссоциирует на ионы, которые могут свободно перемещаться. Эти свободно движущиеся ионы способны передавать электрический заряд из одного места в другое. Следовательно, хлорид магния проводит электричество.

Проводит ли оксид магния электричество?

Нет, оксид магния не проводит электричество. Он образуется, когда магний делится своими двумя валентными электронами с атомом кислорода, которому не хватает двух электронов для завершения своей орбиты. Это приводит к нейтральному заряду, и, следовательно, магний не может проводить электричество.

Чтобы проводить электричество, должны быть свободно движущиеся электроны, которые могут передавать электрический заряд из одного места в другое. Однако при образовании оксида магния магний делит два валентных электрона с кислородом, которому не хватает двух электронов.

Это приводит к MgO, который имеет нейтральный заряд, и поэтому нет свободных электронов, которые могли бы перемещаться и проводить электричество.

Является ли магний изолятором или проводником?

Магний является проводником тепла и электричества. Чтобы быть проводником, материал должен иметь свободные электроны, которые могут передавать тепло или электричество. Будучи металлом, магний имеет эти свободные электроны и может проводить и то, и другое. Однако он не является отличным проводником электричества.

Проводник — это материал, который пропускает через себя поток электронов, что позволяет передавать тепло и электричество. Изолятор, с другой стороны, препятствует потоку электронов и, следовательно, тепла и электричества.

Магний, будучи металлом, имеет море делокализованных электронов, которые могут свободно двигаться. Подобные заряды отталкиваются друг от друга, поэтому движение одного свободного электрона смещает следующий атом, и процесс идет один. Электроны продолжают двигаться в направлении тока, то есть к положительно заряженному концу.

Вы можете посмотреть это анимационное видео от FuseSchool, чтобы узнать, как металлы проводят электричество.

Магний проводит тепло?
Да, магний проводит тепло. Как и все металлы, он имеет делокализованные электроны, которые могут свободно перемещаться и передавать тепло/электрический заряд из одного места в другое. Теплопроводность магния зависит от температуры.
Чтобы электричество или тепло проходило через материал, в нем должны быть свободные электроны, способные передавать заряд или тепло. Магний, будучи металлом, имеет море делокализованных электронов. При нагревании эти электроны колеблются, заставляя соседний электрон также вибрировать.
Кинетическая энергия/движения позволяют теплу проходить через металл, и это очень похоже на то, как мы потираем руки, чтобы почувствовать тепло. На теплопроводность магния влияют колебания температуры и легирование.
Заключение
В этой статье мы обсудили, проводит ли магний электричество или нет. Будучи металлом, магний имеет море делокализованных электронов, которые способны перемещаться и передавать электрический заряд/тепло из одной точки в другую. Следовательно, магний является проводником, хотя и не очень хорошим из-за других его свойств.