Взаимодействие воды и электричества

С электрическим током приходится сталкиваться повсеместно. С другой стороны, человек на 70-80% состоит из воды, постоянно ее пьет, моется, купается, использует ее для производства, уборки. Таким образом, важно знать, как вода и электричество взаимодействуют между собой.

В жидких веществах причиной появления электричества являются ионы. Когда они начинают под действием электрического поля упорядоченно двигаться, возникает ток. Абсолютно чистая вода – это нейтральная молекула, диэлектрик, и ток она не проводит.

Иногда, очень редко, молекулы воды тоже распадаются на ионы, поэтому проводимость нельзя считать равной абсолютному нулю. Но она настолько мала при нормальных условиях, что ею пренебрегают.

Если добавить в воду соль какого-либо металла, то образуются ионы и жидкость станет проводником. Чем больше солей растворится, тем большей проводимостью станет обладать вода.

Происходит это потому, что молекула воды полярная. Она притягивается к молекуле соли и разрывает ее на части. Так образуются ионы.

Поскольку в природе и в водопроводной трубе вода всегда с примесями, то электричество она проводит.

Поверхность нашего тела тоже всегда влажная и немного соленая. Следовательно, тело тоже проводит электричество. Еще лучше, чем кожа, проводит электричество кровь, желудочный сок, мышцы, моча. По этой причине человек очень подвержен влиянию электричества и должен осторожно с ним обращаться.

Примеси, влияющие на проводимость

Не только соль влияет на проводимость. Это может быть щелочь или кислота, надо лишь, чтобы они вступили в химическую реакцию с водой и образовали ионы.

Обратите внимание! Процесс распада на ионы в растворах воды называется электролитической диссоциацией.

Наиболее сильно на проводимость влияют все-таки соли, некоторые кислоты (серная, соляная) и некоторые щелочи (каустическая сода, калиевый щелок).

Проводимость зависит не только от концентрации соли, но и от ее вида. Чем тяжелее ионы, тем они менее подвижны. И чем больше их заряд, тем больше сила тока.

Измеряя проводимость воды, можно определить степень ее загрязнения примесями. Измерения следует проводить при определенной температуре, так как она тоже влияет на электричество.

Есть простой эксперимент, показывающий, как вода проводит электричество при добавлении в нее солей. Суть его заключается в следующем:

  • необходимо собрать цепь, внутри которой будет находиться лампочка и два оголенных контакта;
  • контакты опускают в стакан с очищенной водой, замыкая тем самым цепь;
  • постепенно добавляя в воду соль, следят, как лампочка начинает светиться все ярче и ярче.

В целях безопасности эксперимент надо проводить в резиновых перчатках. Источником тока может быть аккумулятор на 12 вольт. К нему подсоединяется соответствующая лампа. Размешивать соль следует деревянной палочкой.

Проводимость льда

Замерзшая вода, то есть лед, по своей проводимости схожа с деревом или текстолитом. Хорошим изолятором лед нельзя назвать, у него тоже есть ионная проводимость. Особое значение имеет, из какой воды он получился. Если из очищенной, то ток не потечет, если из обычной или соленой – изоляционные свойства низкие.

Дистиллированная вода

Если воду очистить от всех примесей, то она перестанет пропускать ток. Такая вода называется дистиллированной. Ее получают в процессе перегонки в аппаратах, называемых дистилляторами, методом обратного осмоса и некоторыми другими способами. Многие пытливые умы интересует, проводит ли ток беспримесная дистиллированная вода?

Обратите внимание! Электрическая проводимость дистиллированной воды крайне мала. В ней растворены преимущественно газы. Можно считать, что ток она не проводит.

Из-за присутствия углекислого газа такая жидкость имеет слабую кислотность, но это на электропроводность не влияет. Чтобы избавиться от углекислого газа, дистиллированную воду кипятят 30 минут, затем герметично закрывают.

Итак, отвечая на вопрос, какая вода не может проводить электрический ток, следует отвечать – дистиллированная, высокоочищенная.

Защита от удара током

Современные электрические приборы делают так, чтобы они были максимально безопасными для человека. Провода и все части прибора помещают в электроизолирующую оболочку. Но все же в некоторых случаях электричество может нанести вред. Если изоляция повредилась и происходит пробой тока на корпус прибора, то можно получить серьезный удар. Такие удары приводят к травмам, а порой и к смерти. Иногда травма наступает не от самого тока, а от его последствий. Человека отдергивает, отбрасывает назад, и он ударяется головой или другой частью тела о твердый предмет.

Вот почему важно приобретать только качественную бытовую технику и устанавливать УЗО (устройство защитного отключения) в доме. Никогда нельзя хвататься голыми руками за провода, не будучи на 100% уверенным, что они обесточены. Осторожно следует обращаться с конденсаторами, и перед использованием даже вполне знакомого электроприбора желательно прочитать инструкцию.


О том, почему вода проводит ток, ученые спорят уже более двух столетий.

Так как молекулы воды не имеют заряда, то и электричество они не проводят. Поэтому дистиллированная вода считается диэлектриком, то есть ток она не проводит. Но если в воду добавить даже очень небольшое число ионов, ее электропроводность резко вырастает и она становится полноценным проводником. Всем известно, что вода и электричество - весьма опасное сочетание.

Чтобы в этом разобраться, нужно представить атом, который состоит из протонов, нейтронов и электронов. Соотношение нейтронов и электронов определяют заряд атома. Если число протонов больше, чем электронов, заряд положительный, если наоборот - отрицательный. Поскольку атомы стремятся к нейтральному заряду, они отдают или забирают электроны. При переходе электрона от отрицательно заряженного атома к атому с положительным зарядом образуется электрический ток.
Молекулы дистиллированной воды заряда не имеют. Однако такая вода встречается нечасто.

Вся вода, которая течёт из-под крана, содержится в реках, озёрах и морях, - это минеральный раствор той или иной концентрации. В ней содержатся как положительно (кальций, магний, натрий, железо), так и отрицательно (хлор, сульфат, карбонат) заряженные частицы, поэтому такая вода хорошо проводит ток, и тем лучше, чем больше концентрация минеральных солей.

Когда через воду проходит ток, атомам кислорода при этом почти не приходится двигаться. Этот процесс можно сравнить с знаменитой "колыбелью" Ньютона, набором подвешенных шариков, выстроенных в линию. Если поднять один из них и ударить им по линии, только концевые шарики будут двигаться, а остальные будут стоять на месте.

В начале 19 века немецкий химик Теодор Гротгус предложил теорию, которая объясняла то, почему вода пропускает через себя ток и почему электричество может разлагать ее на водород и кислород. Он посчитал, что молекулы воды могут захватывать лишние протоны и передавать их друг другу, подобно палочке в эстафете, благодаря формированию новых водородных и ковалентных связей и их быстрому распаду. Как выглядят молекулы воды, участвующие в обмене протонами, до настоящего времени никто не знал, так как проследить за этим процессом крайне сложно из-за его скоротечности и крайне малых масштабов, на которых протекает эта реакция.

Йельским химикам удалось решить эту задачу, обнаружив, что подобные реакции замедляются и становятся видными для инструментов при исполнении двух условий – охлаждения небольшого количества молекул воды почти до абсолютного нуля и использования только "тяжелой" воды – молекул, состоящих из обычного кислорода и дейтерия, тяжелого изотопа водорода.
Подсвечивая такие молекулы при помощи лучей инфракрасного лазера и наблюдая за изменениями в их спектре, ученые смогли увидеть, как свободные ионы дейтерия присоединяются к тяжелой воде, и как они "перепрыгивают" на соседнюю с ней молекулу.

Как показали эти наблюдения, подобные обмены идут не между отдельными молекулами воды, а между своеобразными "коллективами" их молекул, объединяющие в себе четыре молекулы H2O, сообщает phys.org. Это, в целом, подтверждает то, что раньше подозревали ученые на базе компьютерных расчетов, но не могли доказать этого на практике.

Дистиллированная вода, как известно, плохо проводит электрический ток, по сути – является изолятором. Чтобы проводить ток в жидкой среде нужны носители этого тока: положительные и отрицательные ионы. В водяных растворах – это ионы солей и примесей, поэтому растворы хорошо проводят электрический ток, а чистая дистиллированная вода, или бидистиллят или вода высокой чистоты (ВВЧ) – нет, не проводит ток.

Для того, чтобы не проводить ток вода должна быть нейтральной, то есть иметь взаимно компенсированные заряды отдельных ее частей и – в целом. Поскольку известно, что молекулы воды полярны, то их полярные заряды тоже должны быть компенсированы. И, наконец, структурные образования жидкой воды должны иметь какой-нибудь один заряд (плюс или минус), а не два одновременно: тогда, вследствие отсутствия одного из полярных носителей тока, его и не будет (это если вода не совсем нейтральна).

Из простого уравнения химической реакции образования воды 2Н2 + О2 = 2Н2О следует, что в левой части располагаем двумя электронами связи в каждой молекуле водорода и одним электроном связи в молекуле кислорода – всего пятью электронами 2 х 2е + 1е = 5е. Поскольку каждая из совокупности молекула воды должна быть одинаковой, то на одну молекулу воды должно приходиться два целых электрона связи кислорода с водородом, а поскольку молекул (в реакции) – две, то они ассимилируют четыре электрона, а пятый располагаемый по реакции электрон становится электроном связи полученных двух молекул воды. Тогда цепочка молекул воды выстраивается в следующем виде:

Всего монокристалл воды содержит 3761 молекулу Н2О. Итак, в жидкой воде все молекулы Н2О – одинаковы, каждая имеет по два электрона связи водорода с кислородом, и каждая предыдущая соединена с последующей в монокристалле одним электроном связи самих молекул воды. В принципе можно считать, что молекул воды Н2О с двумя и тремя электронами – поровну, но в таком рассуждении суть все же теряется, так как молекулы должны быть одинаковы и соединены между собой электронами связи.

Проверим баланс электрических зарядов цепочки молекул воды. Не повторяя расчетов, данных в книге /6/, запишем результат: каждая молекула воды с двумя электронами связи имеет избыточный заряд . В то же время электрон связи двух соседних молекул имеет заряд . В цепочке монокристалла воды на один электрон связи молекул воды приходится по половине заряда соединяемых им двух молекул, так как остальные половинки зарядов этих молекул отданы другим электронам связи (справа и слева от рассматриваемых двух молекул воды). Как видно, получается почти баланс зарядов , что составляет от заряда одной молекулы воды.

Как видно, жидкая дистиллированная вода является почти нейтральной и имеет слабый положительный избыточный электрический заряд, составляющий всего 0, 025% от заряда молекулы воды: этого достаточно, чтобы вода была диэлектриком и плохо проводила электрический ток.

Заявка 2002124489 от 06.09.2002 F 02 M 27/00 (Получен патент РФ №2229620) Изобретение относится к энергетике, теплосиловым установкам и двигателям, в том числе, внутреннего сгорания. Известен способ повышения энергии рабочей …

Небо голубое потому, что в земной атмосфере расстояние между элементами электринного газа равно длине волны голубого света. Атмосфера является мощным естественным световым фильтром голубого цвета, что мы и наблюдаем визуально. …

После настройки холостого хода надо ездить. Указанный в наименовании параграфа режим движения характерен для перемещения по городу, причем, в основном, при работе главного хода первичной камеры карбюратора. При нажатии педали …

Что такое "показатель рН" - слышали? Он показывает конецентрацию ИОНОВ водорода в АБСОЛЮТНО ЧИСТОЙ воде. Хорошим приближением к абсолютно чистой воде является деионизованная вода, которая является неприменным реактивом в полупроводникововм производстве. По сравнениею с деионизованной простая дистиллированная вода - синоним грязной лужи.
А что такое "концентрация ионов"? А это концентрация НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА. А раз есть отличная от нуля концентрация носителей заряда - значит, есть и проводимость. Поэтому даже абсолютно чистая (деионизованная) вода ПРОВОДИТ ТОК. Да, очень плохо (её удельное сопротивление составляет 17 МОм*см) , но проводит.
6 годов назад от Ленчик Змановская

Представьте себе 40000 банок, в каждую из которых налито по 1 л дистиллированной воды. В первую банку добавляем 1 мг соли, во вторую - 2 мг, в третью - 3 мг и так дале, в сорокатысячную банку 40 г. Попробовав воду из первой, второй банки каждый скажет, что она несоленая. Точно также каждый скажет, что в сорокатысячной банке вода очень соленая, содержание соли в ней даже выше, чем в морской. А что сказать про сотую, двухсотую, восьмисотую, двухтысячную? Начиная с какой банки воду можно считать соленой?
Точно так же и с электропроводностьью воды. Если в литре воды растворить 40 мг NaOH, то концентрации ионов Na (+) и ОН (-) будут равны 10^ (-3) моль/л, а концентрация ионов Н (+) 10^ (-11) моль/л. Про такой раствор все скажут, что он проводит ток. Теперь рассмотрим идеальную, химически чистую воду. Из-за самоионизации она содержит некоторое количество ионов Н (+) и ОН (-) . Конечно они в какой-то степени гидратированы, но это не имет значения. При 22 градусах Цельсия концентрации ионов Н (+) и ОН (-) равны 10^ (-7) моль/л, при 100 градусах Цельсия концентрация ионов примерно в 5 раз выше, что-то около 10^ (-6, 3) моль/л. Большинство людей утверждают, что дистиллированная, а тем боле - химически чистая вода не проводит ток. Но ведь ионы в ней есть, а раз есть ионы, они проводят ток. Вот, если к примеру взять химически чистый углеводород, например, гексан. Он не подвергается самоионизации, в нем нет никаких ионов, и он точно не проводит ток, даже чисто теоретически. White Rabbit привела значения удельной проводимости дистиллята, бидистиллята и деионизированной воды. Они очень малы, но не равны нулю. Так, значит даже деионизированная вода, хоть и очень плохо, но все же проводит ток. А если ввиду малости проводимости считать, что она практически не проводит, то с какого же значения удельной проводимости считать, что раствор проводит ток? С 8, 15, 20, а может с 70 или с 800 мкСм/см? Если подходить к вопросу чисто формально, то даже идеально химически чистая вода проводит ток, с практической точки зрения - не проводит. А где поставить границу? Ситуация та же самая, что и при определении солености воды в вышеприведенном примере с 40000 банок с растворами соли. Так что, как в той песне "Думайте сами, решайте сами, иметь или не иметь".

6 годов назад
от Дарья Гаврилова

дистилированная вода не проводит ток, так как сама водя является диэлектриком, а свойства проводить эл. ток получает от примесей. Дистилированная же вода примесей не имет. И я не электрик, тяфк.

6 годов назад
от Дядя_Никита

Полностью очищенная вода - хороший диэлектрик и совершенно не проводит ток. Переносчиком тока в воде являются ионы.
Правильне говорить в Вашем случае все же не о дистилляте, а о деионизованной воде. Дистиллят все же имет в малых количествах токопроводящие примеси.

6 годов назад от галина клыкова

На вопрос Проводит ли вода электрический ток заданный автором Пособник лучший ответ это Некоторые как сговорились. Кого спрашивали про ДИСТИЛИРОВАННУЮ воду? Вопрос об обычной воде.
taukamille самый адекватный из всех.
Итак, по порядку.
1) Дистилированная вода - действительно диэлектрик, но она в природе встречается только в лабораториях.
2) Обычная вода - наоборот, великолепный проводник. Поэтому в правилах поведения во время грозы написано:
- не купаться
- держаться подальше от любых водоемов, даже от луж.
3) Также в правилах пользования электроприборами написано:
- не включать электроприборы большого сопростивления в ванной. Максимум - электробритву или фен.
- лампа в ванной должна стоять внутри герметичного колпака.
И еще добавлю.
Известный поэт и певец, бард Александр Галич погиб в США в 1977 году в ванне. Он налил ванну, но когда лег в нее, вода остыла.
И тогда он включил кипятильник и сунул его в ванну, а сам не вылез. Ток пошел в воду, и он умер мгновенно.
Хотя некоторые считают, что его таким нестандартным образом убили сотрудники КГБ. Но сами КГБ-шники этого не признают.

Ответ от Двутавровый [гуру]
Чистая дистилированная - нет, а обычная - да.


Ответ от Острословие [гуру]
Диэлектриком является дистилированная вода, не имеющая примесей, служащих носителями заряда. Но обычная вода, водопроводная, речная или еще какая-то имеет множество различных примесей, поэтому ток проводит. Иначе почему для сырых помещений более строгие требования к устройству электроустановок и технике безопасности при работе с ними? Еще пример: на линиях электропередач короткие замыкания учащаются при дождях и летом под утро, во время росы.


Ответ от Пользователь удален [гуру]
Вода - нет, а вот вода...


Ответ от Kartman [гуру]
Нет, дистиллированная вода ток не проводит.
Проводником в простой воде являются соли.
Ну вообще есть в физике понятие удельной электропроводности. Так что при определенном напряжении и дистиллированная будет проводить, но это уже не в домашних условиях и на очень малом расстоянии м/у электродами.
Сколько же неучей у нас в стране. даже страшно))


Ответ от Azi Yeszhanov [новичек]
Еще как проводит!!!


Ответ от Виктор Симаев [гуру]
вода проводит ток только тогда, когда в ней растворены какие либо соли, а чистая вода очень плохо.. . +5 Алексею Поспелову и "из твоего кошмарного сна"


Ответ от David [новичек]
Еще бы



Ответ от Ёёма Рубероид [гуру]
плохо быть деревянным


Ответ от Елена Владимировна [гуру]
А как же!))


Ответ от Из твоего кошмарного сна [гуру]
Удельная электропроводность дистиллированной воды, как правило, менее 5 мкСм/см. При необходимости использования более чистой воды используют деионизированную воду. Удельная электропроводность деионизованной воды может быть менее 0,05 мкСм/см.
т. е 1000000/0,05 Ом. 20 МОм


Ответ от Anastasia [гуру]
конечно проводит



Поделиться