درسنامه آموزشی شیمی (1) کلاس دهم رشته ریاضی و تجربی

فلزها و گرافیت (مغز مداد) رسانای جریان برق هستند. از آنجا که رسانایی آن‌ها به وسیلۀ الکترون‌ها انجام می‌شود، به آنها رسانای الکترونی می‌گویند. نوع دیگری از رسانایی نیز وجود دارد که به وسیلۀ یون‌ها انجام می‌شود و به آن رسانای یونی می‌گویند. این رسانایی هنگامی انجام می‌شود که یون‌ها بتوانند از نقطه‌ای به نقطۀ دیگر جابه جا شوند، زیرا در این شرایط بارهای الکتریکی نیز جابه جا خواهند شد.

برای نمونه، محلول آبی سدیم کلرید را درنظر بگیرید. این محلول حاوی یون‌های $N{{a}^{+}}(aq)$  و $C{{l}^{-}}(aq)$ است که با جنبش‌های آزادانه اما نامنظم در سرتاسر آن پراکنده‌اند. هرگاه این محلول در مدار الکتریکی قرار گیرد، جریان برق در مدار برقرار می‌شود، زیرا یون‌ها به سوی قطب‌های ناهمنام حرکت می‌کنند. یون‌های $N{{a}^{+}}(aq)$ به سوی قطب منفی و یون‌های $C{{l}^{-}}(aq)$ به سوی قطب مثبت پیش می‌روند. جابه‌جایی یون‌ها نشان دهندۀ جابه جایی بارهای الکتریکی و در نتیجه، رسانایی الکتریکی محلول سدیم کلرید است. به موادی مانند $NaCl(s)$، الکترولیت می‌گویند. و به $NaCl(aq)$، محلول الکترولیت می‌گویند. نکته جالب این است که همۀ محلول‌های یونی رسانایی یکسانی ندارند (چرا؟).

پیوند با زندگی

آیا تاکنون دیده یا شنیده‌اید که ورزشکاران به ویژه دوچرخه سواران و دوندگان پس از تمرین یا مسابقه، نوشیدنی‌های ویژه‌ای مصرف می‌کنند؟ آیا می‌دانید هر یک از این نوشیدنی‌ها حاوی چه مواد و الکترولیت‌هایی است؟ چرا نوشیدن این نوع مایع‌ها به ورزشکاران توصیه می‌شود؟ بدن ما سامانۀ پیچیده و متعادلی از یاخته‌ها، بافت‌ها و مایعاتی است که در هر حلظه با نظمی باور نکردنی، پیام‌های عصبی، احساسات و حرکات ما را کنترل می‌کنند. این هنگامی رخ می‌دهد که محیط شیمیایی مناسبی برای ایجاد و برقراری جریان الکتریکی فراهم شود؛ محیطی که یک محلول آبی محتوی یون‌های گوناگونی مانند $C{{l}^{-}}$، ${{K}^{+}}$، $N{{a}^{+}}$ و ... است. پس از انجام یک فعالیت بدنی سنگین یا پس از مدتی دویدن، احساس خستگی ناشی از کاهش چشمگیر این یون‌ها در الکترولیت‌های بدن است. از این رو نوشیدن چنین الکترولیت‌هایی کاهش این یون‌ها را جبران می‌کند (شکل 23). یکی از مهم‌ترین یون‌ها در الکترولیت‌های بدن، یون پتاسیم $({{K}^{+}})$ است. نیاز روزانه بدن هر فرد بالغ به یون پتاسیم دو برابر یون سدیم است. از آنجا که بیشتر مواد غذایی حاوی یون پتاسیم است، کمبود آن به ندرت احساس می‌شود. وجود یون پتاسیم $({{K}^{+}})$ برای تنظیم و عملکرد مناسب دستگاه عصبی بسیار ضروری است به طوری که انتقال پیام‌های عصبی بدون وجود این یون، امکان پذیر نیست. در واقع، اختلال در حرکت این یون مانع از انتقال پیام‌های عصبی و گاهی در موارد شدید منجر به مرگ می‌شود.