우리의 생활 주변에 있는 물질들은 전류가 잘 흐르는 것과 전류가 흐르지 않는 것으로 구분할 수 있다. 사람의 몸에서도 구리나 철과 같이 전류가 흐를 수 있을지 알아보도록 한다. 물질들 중에는 고체 상태에서 전류가 흐르는 것과 전류가 흐르지 않는 것이 있다. 고체 상태에서 전류가 흐르지 않는 물질에 물을 가하여 녹이면 전류가 흐를지 알아보도록 한다. 물에 녹아 수용액이 되었을때 전류를 흐르게 하는 물질을 전해질이라 한다. 물에 녹아 수용액이 되어도 전류를 흐르지 않게 하는 물질을 비전해질이라고 한다. 전해질로는 황산구리 염화나트륨 등이 있다. 비전해질로는 설탕 포도당 녹말 에탄올 등이 있다. 설탕과 같은 비전해질은 물에 녹아 수용액이 되어도 전류가 흐르지 않는다. 염화나트륨과 같은 전해질은 물에 녹아 수용액이 되면 전류가 흐른다. 전해질 수용액에서는 어떤 이유로 전류가 흐를 수 있을까? 두 전해질 용액에 전류를 통해 주면 이들 전해질 용액 중의 서로 다른 전하를 띄는 성분들이 양쪽 극으로 끌려가다가 서로 만나 새로운 물질을 생성한다. 이와 같은 사실로 미루어 보아 전해질은 물 속에서 +전하를 띤 입자와 -전하를 띤 입자로 나누어진다는 것을 알 수 있다. 전하를 띤 이러한 입자들은 이온이라 하고, +전하를 띤 입자를 양이온, -전하를 띤 입자를 음이온이라고 한다. 염화나트륨과 설탕은 고체 상태에서는 모두 전류를 흐르게 하지 않는다.그러나 물에 용해되면 염화나트륨 용액은 전류를 흐르게 하고 설탕 용액은 전류를 흐르지 않게 한다. 염화나트륨이 고체상태에서 전류가 흐르지 않는 이유는 고체 상태의 염화나트륨 속에 전하를 띤 입자들이 없기 때문이 아니다. 고체 상태의 염화나트륨 속에는 수많은 양이온과 음이온이 들어있지만 이들 이온이 서로 반대의 전하를 띠기 때문에 서로 당기고 있어서 움직일 수 없기 때문이다. 또한, 설탕은 물 속에서 전하를 띤 입자를 생성하지 못하기 때문에 설탕 용액에는 전류가 흐르지 않는다. 우리는 중학교에서 물질을 구성하고 있는 원자는 +전하를 띤 입자들이 모여 있는 원자핵과 -전하를 띤 전자들로 이루어져 있고, 원자핵이 띠는 +전하의 총량은 전자들이 띠는 -전하의 총량과 같아서 원자는 전기적으로 중성이라는 것을 공부하였다. 그러면, 전해질 수용액에 들어있는 양이온과 음이온은 어떤 과정을 거쳐 생성된 것일까? 원자 중에는 원자핵 주위의 전자들 중 일부가 다른 원자로 이동하거나 또는 다른 원자가 지니고 있는 전자의 일부를 끌어올 수 있는 것들이 있다. 중성인 원자가 전자를 잃으면 원자핵의 +전하의 총량보다 -전하의 총량이 작아지므로 잃은 전자의 수만큼 +전하를 더 많이 띤 양이
온이 생성된다. 또한, 중성인 원자가 전자를 얻으면 원자핵의 +전하의 총량보다 -전하의 총량이 커지므로 얻은 전자의 수만큼 -전하를 더 많이 띠는 음이온이 생성된다. 원자를 원소 기호를 사용하여 나타내는 것처럼 이온도 기호를 사용하여 나타내는데, 이온의 경우에는 이온이 띠고 있는 전하의 종류와 잃거나 또는 얻은 전자의 수를 원소 기호의 오른쪽 위에 +,2+,3+ 또는 -,2-,3-와 같이 나타낸다. 이온중에는 암모늄 이온이나 수산화 이온과 같이 여러개의 원자가 모여 하나의 이온으로 존재하는 것도 있다. 전해질 용액에는 양이온과 음이온이 있다. 이러한 전해질 용액을 혼합하면 서로 다른 이온들 사이에 어떤 반응이 일어날까? 서로 다른 전해질 용액 속에 존재하는 이온들 사이의 반응을 이용하여 이온을 검출하는 방법에대해서 알아보자. 이온의 반응에서는 두가지 전해질 용액을 혼합할 때 일어나는 앙금 생성 반응을 관찰하고, 이 때 서로 반응한 이온과 반응하지 않는 이온을 알아보자. 요오드화칼륨과 질산납이 물에 녹으면 다음과 같이 해리 된다. 요오드화칼륨 용액과 질산납 용액의 반응에 의하여 생성된 노란색 앙금은 요오드화납으로서 요오드화칼륨 용액 중의 요오드화 이온과 질산납 용액 중의 납 이온이 반응하여 생긴 것이다. 이 반응을 알짜 이온 반응식으로 나타내면 다음과 같다. Pb2+ + 2I- -> PBI2 요오드화납은 앙금으로 가라앉지만 칼륨 이온과 질산 이온은 아무런 변화 없이 용액 속에 그대로 남아 있다.