ஒரு பதார்த்தத்தினூடாக மின் கடத்தப்பட வேண்டுமாயின், அப்பதார்த்தத்தினுள் அசையத்தக்க ஏற்றங்காவிகள் (mobile charge carriers) இருத்தல் அவசியம். உலோகங்களில் இவ்வேற்றங்காவிகளாக அமைவன தளர்வாகப் பிணைக்கப்பட்ட இலத்திரன்கள் — மின்புலம் பிரயோகிக்கப்படும்போது இவை ஒரு திசையில் பாய்வதனால் உலோகம் மின்னைக் கடத்துகின்றது. இதனை உலோகக் கடத்துகை (metallic conduction) என அழைக்கின்றோம். இதன்போது உலோகத்தில் எவ்விதமான இரசாயன மாற்றமும் நிகழ்வதில்லை.
இதற்கு மாறாக, அயன்கரைசல்களிலும் உருகிய அயன்சேர்வைகளிலும் ஏற்றங்காவிகளாக அமைவன அயன்கள் ஆகும். மின்புலம் பிரயோகிக்கப்படும்போது நேர் அயன்கள் ஒரு மின்வாயை நோக்கியும் எதிர் அயன்கள் மற்றை மின்வாயை நோக்கியும் இடம்பெயர்கின்றன — இதுவே மின்பகு கடத்துகை (electrolytic conduction). இது உலோகக் கடத்துகையிலிருந்து இருவகையில் வேறுபடுகின்றது: ஏற்றத்தைச் சுமப்பவை அயன்களே, இலத்திரன்கள் அல்ல; மேலும் மின்வாய்களில் இரசாயனத் தாக்கங்கள் நிகழ்வதனால் பதார்த்தம் இரசாயன ரீதியில் மாற்றமடைகின்றது.
நீரில் கரைந்து அயன்களைத் தந்து மின்னைக் கடத்தும் பதார்த்தங்கள் மின்பகுபொருட்கள் (electrolytes) — எ.கா. NaCl, HCl. நீரில் கரைந்தாலும் அயன்களைத் தராமல் மின்னைக் கடத்தாத பதார்த்தங்கள் மின்பகாப் பொருட்கள் (non-electrolytes) — எ.கா. குளுக்கோசு, யூரியா, பென்சீன் போன்ற முனைவற்ற சேதனச் சேர்வைகள்.
நீர்க்கரைசலில் ஒரு மின்பகுபொருள் எந்த அளவுக்கு அயன்களாகப் பிரிகையடைகின்றது என்பதைப் பொறுத்து, மின்பகுபொருட்களை இரு வகையாக வகைப்படுத்தலாம். வன் மின்பகுபொருட்கள் (strong electrolytes) நீர்க்கரைசலில் முற்றாக அயனாக்கமடைகின்றன — கரையக்கூடிய அயன்சேர்வைகள் (NaCl, KNO₃), வன் அமிலங்கள் (HCl, HNO₃, H₂SO₄), வன் காரங்கள் (NaOH, KOH) என்பன இதில் அடங்கும். இவற்றின் மூலக்கூறுகள் முழுமையாக அயன்களாகப் பிரிகையடைவதால் கரைசலில் அயன் செறிவு உயர்வாக இருந்து மின்னை நன்கு கடத்துகின்றன.
மென் மின்பகுபொருட்கள் (weak electrolytes) நீர்க்கரைசலில் பகுதியாக மட்டுமே அயனாக்கமடைகின்றன — மென் அமிலங்கள் (CH₃COOH, H₂CO₃), மென் காரங்கள் (NH₃) இதில் அடங்கும். கரைசலில் ஒரு பிரிகை சமநிலை (dissociation equilibrium) நிலைபெறுகின்றது: CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺. பெரும்பான்மையான மூலக்கூறுகள் அயனாக்கமடையாமல் முழுமூலக்கூறுகளாகவே இருப்பதால், அயன் செறிவு குறைவாக இருந்து கடத்துதிறனும் கணிசமாகக் குறைவாக இருக்கின்றது.
| ஒப்பீட்டுக் கூறு | வன் மின்பகுபொருள் | மென் மின்பகுபொருள் |
|---|---|---|
| அயனாக்கம் | முற்றாக | பகுதியாக மட்டும் |
| பிரிகை சமநிலை | இல்லை | உண்டு (CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻+H⁺) |
| அயன் செறிவு / கடத்துதிறன் | உயர்வு / கூடியது | குறைவு / குறைவானது |
| உதாரணங்கள் | NaCl, HCl, HNO₃, NaOH | CH₃COOH, H₂CO₃, NH₃ |
ஒரு பதார்த்தத்தின் மின்தடை (resistance, R) நீளம் ℓ க்கு நேர்விகிதசமமாகவும், குறுக்குவெட்டு முகப்பரப்பு A க்கு நேர்மாறுவிகிதசமமாகவும் இருக்கின்றது: R = ρ(ℓ/A), இங்கு ρ தடைத்திறன் (resistivity). தடையின் நேர்மாறு கடத்துவலு (conductance, G = 1/R, அலகு சைமன்ஸ் S). தடைத்திறனின் நேர்மாறு கடத்துதிறன் (conductivity, κ = 1/ρ, அலகு S m⁻¹).
கடத்துதிறன் மட்டும் வன் மற்றும் மென் மின்பகுபொருட்களை நியாயமாக ஒப்பிடப் போதாது — ஏனெனில் அது கரைசலில் உள்ள அயன் செறிவில் தங்கியுள்ளது. எனவே மூலார் கடத்துதிறன் (molar conductivity, Λm = κ/c) வரையறுக்கப்படுகின்றது — ஒரு குறித்த செறிவில் ஒரு மூல் மின்பகுபொருளால் வழங்கப்படும் கடத்துதிறன்.
ஒரு கரைசலை ஐதாக்கும்போது கடத்துதிறன் κ எப்போதும் குறைகின்றது (ஒரு குறித்த பருமனில் அயன் எண்ணிக்கை குறைவதால்). ஆனால் Λm இன் நடத்தை வேறு: வன் மின்பகுபொருளில் ஐதாக்கும்போது Λm சிறிதளவே அதிகரிக்கின்றது (அயன்கள் ஏற்கனவே முற்றாக அயனாக்கமடைந்துள்ளதால், ஐதாக்கம் இடைக்கவர்ச்சியை மட்டுமே குறைக்கின்றது) — √c க்கு எதிராக வரைந்தால் கிட்டத்தட்ட நேர்கோடு கிடைக்கும். மென் மின்பகுபொருளில் ஐதாக்கும்போது பிரிகை சமநிலை வலப்பக்கம் நகர்வதால் அயனாக்கத்தின் அளவு கூடி, Λm மிக விரைவாக அதிகரிக்கின்றது — வரைபடம் நேர்கோடாக அமையாது.
வன் மின்பகுபொருளின் எல்லை மூலார் கடத்துதிறனை (Λ°m, limiting molar conductivity) வரைபடத்தைப் பூச்சிய செறிவு வரை நீட்டித்தே (extrapolation) பெறலாம். ஆனால் மென் மின்பகுபொருளின் வளைவரை மிகுந்த ஐதாக்கத்தில் மிக வேகமாக உயர்வதால், நேர்கோட்டு நீட்டிப்பு மூலம் அதன் Λ°m-ஐப் பெற முடியாது. இதற்குத் தீர்வு தருவதே கோல்ராஷ்சின் விதி: ஒவ்வொரு அயனும் எல்லையற்ற ஐதாக்கத்தில் மற்ற அயன்கள் இருந்தாலும் இல்லாவிட்டாலும் மாறாத ஒரு சுயாதீன எல்லை அயன் கடத்துதிறன் பங்களிப்பை (λ°) வழங்குகின்றது.
கரைசலின் கடத்துதிறனை இறுதியில் தீர்மானிப்பது, அதனூடாக ஏற்றத்தைச் சுமக்கும் அயன்களின் எண்ணிக்கையும் அவற்றின் அசையுந்தகவும் ஆகும். இவ்விரண்டையும் தீர்மானிக்கும் நான்கு காரணிகள் கீழே:
| காரணி | மாற்றம் → விளைவு |
|---|---|
| அயன்களின் செறிவு | செறிவு↑ (வன் மின்பகுபொருள் அதிக அயன் தரும்) → கடத்துதிறன்↑ |
| அயனின் ஏற்றம் | ஏற்றம்↑ (Mg²⁺, SO₄²⁻ போன்ற 2+/2− அயன்கள் ஒற்றை ஏற்ற அயன்களை விட) → கடத்துதிறன்↑ |
| அசையுந்தகவு (அளவு + நீரேற்றம்) | நீரேற்றப்பட்ட பயனுறு அளவு பெரிதானால் அசைவு தடைப்படும்; H⁺/OH⁻ சிறப்பு பாய்ச்சல் பொறிமுறையால் மிக உயர் அசையுந்தகவு கொண்டவை |
| வெப்பநிலை | வெப்பநிலை↑ → அயன் கதி↑, பாகியல்பு↓ → கடத்துதிறன்↑ (~2%/°C) |
சிறிய அயன்கள் தம்மைச் சுற்றி அதிக நீர் மூலக்கூறுகளை இறுக்கமாக ஈர்த்துக்கொள்வதால் அவற்றின் நீரேற்றப்பட்ட பயனுறு அளவு பெரிதாகி அசைவு தடைப்படலாம் என்பதை நினைவில் கொள்க — Li⁺ போன்ற சிறிய அயன்கள் எதிர்பார்ப்பதைவிடக் குறைவான அசையுந்தகவைக் காட்டலாம்.