Avainero metallin ja elektrolyyttisen johtumisen välillä on se, että metallin johtamiseen liittyy elektronien liikkuminen metallin läpi, kun taas elektrolyyttiseen johtamiseen liittyy ionien liikkuminen puhtaan nesteen tai liuoksen läpi.
Metallin johtuminen voidaan kuvata elektronien liikkeeksi metallin läpi ilman muutoksia metallissa eikä metalliatomien liikkumista. Elektrolyyttistä johtumista taas voidaan kuvata prosessiksi, jossa energiaa siirretään sähkövirran muodossa.
Mitä on metallinen johtuminen?
Metallin johtuminen voidaan kuvata elektronien liikkeeksi metallin läpi ilman muutoksia metallissa eikä metalliatomien liikkumista. Yleisiä esimerkkejä metallijohtimista ovat kupari, hopea ja tina. Metalleissa on korkea johtavuuselektronien tiheys. Esimerkiksi alumiinimetallissa on kolme valenssielektronia metalliatomia kohti sen osittain täytetyssä ulkokuoressa.
Kuva 01: Metallijohdin
Metallisissa johtimissa on varauksenkuljettajia ja elektroneja. Ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta metalliatomit saavuttavat osan keskimääräisestä ajautumisnopeudesta kentän vastakkaiseen suuntaan.
Useimmissa metalleissa ei ole kiellettyjä vyöhykkeitä energisimpien elektronien energia-alueella. Lisäksi metallit ovat yleensä hyviä sähköjohtimia. Sitä vastoin eristimissä on leveät kielletyt energiaraot, joiden läpi kulkee vain elektroni, jonka energia on useita elektronivoltteja. Siksi voimme tunnistaa, että metalleissa on korkea johtavuuselektronien tiheys. Esimerkiksi alumiiniatomissa on kolme valenssielektronia, kun se on osittain täytetty ulkokuoressaan. Nämä elektronit voivat muuttua alumiinimetallin johtavuuselektroneiksi.
Mikä on elektrolyyttinen johtavuus?
Elektrolyyttistä johtavuutta voidaan kuvata prosessiksi, jossa energiaa siirretään sähkövirran muodossa. Tässä johtamismenetelmänä on elektronien liike. Mikään elektroni missään järjestelmässä ei kuitenkaan voi osallistua tähän johtamismenetelmään. Elektronien on oltava vapaassa tilassa voidakseen liikkua paikasta toiseen. Atomien sisäkuoren elektronit eivät voi liikkua. Toinen vaatimus on sähkökentän läsnäolo, joka voi aiheuttaa vapaiden elektronien liikkeen.
Kuva 02: Johtavuus eri ratkaisuissa
Elektroneja, jotka pystyvät johtamaan, kutsutaan "johtavuuselektroneiksi". Nämä elektronit eivät ole kiinteästi kiinnittyneet mihinkään atomiin tai molekyyliin. Nämä vapaat elektronit voivat hypätä atomin kiertorad alta viereisen atomin kiertoradalle. Kuitenkin kokonaisuutena nämä elektronit ovat sitoutuneet johtimeen. Elektronien liike alkaa sähkökentän vaikutuksesta. Sähkökenttä antaa elektroneille suunnan liikkua.
Mitä eroa on metallin ja elektrolyyttisen johtumisen välillä?
Metalli- ja elektrolyyttinen johtuminen ovat tärkeitä prosesseja. Keskeinen ero metallin ja elektrolyyttisen johtumisen välillä on, että metallin johtamiseen liittyy elektronien liikkuminen metallin läpi, kun taas elektrolyyttiseen johtamiseen liittyy ionien liikkuminen puhtaan nesteen tai liuoksen läpi. Lisäksi metallin johtavuus heikkenee lämpötilan noustessa, kun taas elektrolyyttinen johtavuus kasvaa lämpötilan noustessa. Lisäksi metallit, kuten alumiini, hopea tai tina, ovat esimerkkejä metallijohtimista, kun taas hapot, emäkset ja suolat ovat esimerkkejä elektrolyyttijohtimista.
Alla oleva infografiikka esittelee metallisen ja elektrolyyttisen johtumisen erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Metalli vs elektrolyyttinen johtavuus
Metallin johtuminen on elektronien liikettä metallin läpi ilman muutoksia metallissa tai metalliatomien liikettä. Elektrolyyttinen johtuminen puolestaan on prosessi, jossa energiaa siirretään sähkövirran muodossa. Siksi avainero metallisen ja elektrolyyttisen johtumisen välillä on se, että metallin johtamiseen liittyy elektronien liike metallin läpi, kun taas elektrolyyttiseen johtamiseen liittyy ionien liikkuminen puhtaan nesteen tai liuoksen läpi.
