الموصلية الكهربائية للماء

الموصلية الكهربائية هي خاصية مادية تُشير إلى مدى جودة مادة معينة لتوصيل الكهرباء، حيث ينشأ التيار عندما تتدفق الشحنات الكهربائية استجابةً للاختلاف في الإمكانات الكهربائية، وهي أيضًا أنها نسبة كثافة هذا التيار إلى قوة المجال الكهربائي[١]، وتُعرف الموصلية الكهربائية أيضًا بأنها معادلة المقاومة الكهربائية، ويُشار عادة إليها بالحروف اليونانية سيغما أو كابا أو غاما، ووحدة قياس الموصلية الكهربائية هي سيمنز للمتر، وهذا المقال سيتحدث بشكل خاص عن الموصلية الكهربائية للماء.[٢].
الموصلية الكهربائية للماء
فيما يخص الموصلية الكهربائية للماء،فإنّ المياه النقية في الواقع لا يمكنها توصيل الكهرباء بشكل أساسي وهذه هي الطريقة التي تُقاس بها درجة نقاء الماء عمومًا، ويعود سبب ذلك إلى نقص النقل الأيوني داخل الماء النقي، وأي أملاح أو شوائب مذابة في الماء تمكن الماء من توصيل الكهرباء وذلك لأنه عندما يتم إذابة الأملاح في الماء فإنها تنفصل في ذرات مختلفة مشحونة كهربائيًا تسمى أيونات، ومُعظم المواد في الحياة تُصبح موصلة كهربائيًا إذاتم تطبيق جهد كهربائي مرتفع عليها وهذا الشيء ينطبق على الماء، ويُعتبر الماء مذيبًا قطبيًا ويذيب الأملاح بداخله بسهولة مما يؤدي إلى تفككها إلى أيونات موجبة وسالبة ويمكن لهذه الأيونات أن تكتسب وتتخلى عن الإلكترونات بسهولة مما يسمح للتيار بالتدفق بسهولة عبر الماء وبجهد منخفض نسبيًا، وبالرغم من أن هذه الأيونات صغيرة جدًا لكنها متحركة جدًا وهذا ما يجعل وجود موصلية كهربائية للماء.[٣]
قياس الموصلية الكهربائية للماء
يجب التحذير أن التيار المستمر للماء يخلق تحليلًا كهربائيًا؛ أي تحويل الماء إلى جزأين وهما الهيدروجين والأكسجين، وذلك يعني أن البطاريات الكبيرة ستخلق كميات كبيرة من غاز الهيدروجين والأكسجين وهو مزيج متفجر، ويمكن قياس الموصلية الكهربائية للماء باستخدام المتر المتعدد وهناك طريقتان لذلك وهما:[٤]
ضبط المتر المتعدد على وحدة الميغا أوم، ومن ثم استخدام طريقة ما لتثبيت المشبكين بالتوازي مع بعضهما البعض تمامًا بفارق سنتيمتر واحد، ومن ثم يتم إدخال المجسات في الماء حتى تنغمر الأجزاء المعدنية بالكامل، وفي الماء المقطر يجب أن تكون قراءة المقاومة حوالي 1 ميغا أوم، وعند إضافة الملح للماء وإذابته سوف تصبح المقاومة أقل وتزداد الموصلية الكهربائية للماء.
ضبط المتر على وحدة الأمبير، ومن ثم توصيل مصدر تيار كالبطارية مثلًا ويجب أن تكون مثبته بالتوازي، وبطارية 9 فولت كافية لأغراض هذا القياس.
الفرق بين الموصلية الحرارية والموصلية الكهربائية
هناك فرق واضح بين الموصلية الحرارية والموصلية الكهربائية، حيث أن الموصلية الحرارية تبحث في انتقال الاهتزازات الجزيئية من خلال مادة تقاس كدرجة حرارة وبشكل عام كلما كانت المادة أكثر صلابة كلما كان النقل أسرع وكلما زادت كمية الحرارة التي يمكن نقلها، أما فيما يخص الموصلية الكهربائية فهي تُشير إلى مدى سهولة تحرك الشحنة الكهربائية عبر الجسم ويمكن أن تكون هذه الشحنات أيونات سالبة أو موجبة، وتُقاس الموصلية الكهربائية بقدرة الذرات أو الجزيئات على نقل الإلكترونات، أي أن الموصلية الكهربائية هي مقياس لمدى سهولة حركة الإلكترونات في حين أن الموصلية الحرارية هي مقياس لمدى سهولة انتقال الحرارة.[٥]