Iletkenlikler

Iletkenlikler, elektrik akımının bir maddeden geçiş yapabilme özelliğini ifade eder. En yaygın olarak elektriksel iletkenlik (κ) kavramı kullanılır. Sulu çözeltilerde iletkenlik, çözücü içinde hareket eden iyonların yük taşımasıyla; metallerde ise serbest elektronların hareketiyle meydana gelir. Birim olarak SI'de iletkenlik metre başına Siemens (S/m) kullanılır; çözeltiler için sıkça milisiemens per santimetre (mS/cm) veya S/m cinsleriyle ifade edilir. Rezistivite ρ ile iletkenlik arasındaki temel ilişki κ = 1/ρ'dir; bu, direnç ve iletkenlik arasındaki karşıtlık yasa olarak da bilinir. İletkenlik değişkenliği sıcaklıkla artabilir veya azalabilir ve türüne göre iyonların hareketliliğine bağlı olarak çözücü ve iyon türleriyle belirlenir.

Ölçüm ve cihazlar: iletkenlik ölçümü için iletkenlik metreleri (EC-metreleri) kullanılır. Elektrotlar genelde dört elektrotlu konfigürasyon veya iki elektrotlu tipler olarak bulunur; dört elektrotlu tasarım, kontak direncini azaltır. Ölçümde alternatif akım (AC) kullanılır; polarizasyon hatalarını azaltır. Sıcaklık ile iletkenlik arasındaki bağlılık nedeniyle ATC (otomatik sıcaklık telafisi) uygulanır. Kalibrasyonlar genelde KCl içeren standart çözeltilerle yapılır ve verilen sıcaklıkta referans alınır.

İyonik ve elektronik iletkenlik kavramları birbirine bağlı, ancak farklı taşıyıcılar söz konusudur. Sulu çözeltilerde iletkenlik iyon hareketinden kaynaklanır; metallerde iletkenlik, serbest elektronlar tarafından sağlanır. Çözeltideki iletkenlik, çözeltideki iyon türlerine, konsantrasyonuna ve iyon hareketliliklerine bağlıdır. Molar iletkenlik Λm, bir mol çözücü iyonunun çözeltide ürettiği iletkenlik olarak tanımlanır; koşullara bağlı olarak Λm^0 değeri kullanılabilir.

Faktörler ve uygulamalar: sıcaklık, çözücü, çözelti konsantrasyonu ve iyon türleri ile iletkenlik değişir. Uygulama alanları arasında su kirliliği analizi, tarım topraklarındaki elektrik iletkenlik ölçümleri, endüstriyel çözeltilerin izlenmesi ve batarya elektrolitlerinin performansının değerlendirilmesi bulunur. Ayrıca malzeme bilimi çalışmalarında iletkenlik türleri arasındaki farklar karşılaştırılıp, elektronik ve enerji depolama uygulamalarında kritik bir gösterge olarak kullanılır.