Доклад по темата:

Електричество

в течности

(електролити)

Електролиза

Законите на Фарадей

елементарен електрически заряд

ученици 8 ти клас « Б »

Л огинова М арии НО ndreevny

Москва 2003г

Училище No91

Въведение

Много неща в живота ни са свързани с електрическата проводимост на разтворите на соли във вода (електролити). От първия удар на сърцето („живото“ електричество в човешкото тяло, което е 80% вода) до колите на улицата, плейърите и мобилните телефони (неразделна част от тези устройства са „батериите“ - електрохимични батерии и различни батерии - от оловни -киселина в автомобилите до литиево-полимерна в най-скъпите мобилни телефони). В огромни вани, димящи с отровни пари, алуминият се получава чрез електролиза от боксит, разтопен при огромна температура - „крилатият“ метал за самолети и кутии за Fanta. Всичко наоколо - от хромирана радиаторна решетка на чужда кола до сребърна обица в ухото - някога е срещало разтвор или разтопена сол и следователно електрически ток в течности. Нищо чудно, че това явление се изучава от цяла наука - електрохимията. Но сега се интересуваме повече физически основитова явление.

електрически ток в разтвор. електролити

От уроците по физика в 8. клас знаем, че зарядът в проводниците (металите) се носи от отрицателно заредени електрони.

Подреденото движение на заредени частици се нарича електрически ток.

Но ако сглобим устройството (с графитни електроди):

тогава ще се уверим, че стрелката на амперметъра се отклонява - ток тече през разтвора! Какви са заредените частици в разтвора?

Още през 1877 г. шведският учен Сванте Арениус, изучавайки електрическата проводимост на разтвори на различни вещества, стига до заключението, че тя се причинява от йони, които се образуват при разтваряне на солта във вода. Когато се разтваря във вода, молекулата CuSO 4 се разлага (дисоциира) на два различно заредени йона - Cu 2+ и SO 4 2-. Опростено казано, протичащите процеси могат да бъдат отразени следната формула:

CuSO 4 ÞCu 2+ +SO 4 2-

Провеждане на електрически ток разтвори на соли, основи, киселини.

Веществата, чиито разтвори провеждат електричество, се наричат ​​електролити.

Разтворите на захар, алкохол, глюкоза и някои други вещества не провеждат електричество.

Веществата, чиито разтвори не провеждат електричество, се наричат ​​неелектролити.

Електролитна дисоциация

Процесът, при който електролитът се разпада на йони, се нарича електролитна дисоциация.

С. Арениус, който се придържа към физическата теория на разтворите, не отчита взаимодействието на електролита с водата и смята, че в разтворите присъстват свободни йони. За разлика от него руските химици И. А. Каблуков и В. А. Кистяковски прилагат химическата теория на Д. И. Менделеев, за да обяснят електролитната дисоциация и доказват, че когато електролитът се разтваря, химическо взаимодействиеразтворено вещество с вода, което води до образуването на хидрати, а след това те се дисоциират на йони. Те вярвали, че в разтворите има не свободни, не "голи" йони, а хидратирани, тоест "облечени в кожено палто" от водни молекули. Следователно, дисоциацията на електролитните молекули протича в следната последователност:

а) ориентация на водните молекули около полюсите на молекулата на електролита

б) хидратация на електролитната молекула

в) йонизацията му

г) разпадането му до хидратирани йони

По отношение на степента на електролитна дисоциация електролитите се делят на силни и слаби.

- Силни електролити- тези, които при разтваряне почти напълно се дисоциират.

Тяхната стойност на степента на дисоциация клони към единство.

- Слаби електролити- тези, които при разтваряне почти не се дисоциират. Степента им на дисоциация клони към нула.

От това заключаваме, че носителите на електрически заряд (носители на електрически ток) в електролитните разтвори не са електрони, а положително и отрицателно заредени хидратирани йони .

Температурна зависимост на електролитното съпротивление

Когато температурата се повишиулеснява се процесът на дисоциация, повишава се подвижността на йоните и електролитното съпротивление пада .

катод и анод. Катиони и аниони

Но какво се случва с йоните под въздействието на електрически ток?

Да се ​​върнем към нашето устройство:

В разтвор CuSO 4 се дисоциира на йони - Cu 2+ и SO 4 2-. положително зареден йон Cu2+ (катион)привлечени от отрицателно зареден електрод катод, където получава липсващите електрони и се редуцира до метална мед - проста субстанция. Ако извадите катода от устройството след преминаване през текущия разтвор, тогава е лесно да забележите червено-червено покритие - това е метална мед.

Първият закон на Фарадей

Можем ли да разберем колко мед е освободена? Чрез претегляне на катода преди и след експеримента може точно да се определи масата на отложения метал. Измерванията показват, че масата на веществото, отделено върху електродите, зависи от силата на тока и времето на електролиза:

където K е коефициентът на пропорционалност, наричан още електрохимичен еквивалент .

Следователно масата на освободеното вещество е право пропорционална на силата на тока и времето на електролиза. Но токът във времето (според формулата):

има такса.

Така, масата на веществото, освободено от електрода, е пропорционална на заряда или количеството електричество, преминало през електролита.

M=K´q

Този закон е открит експериментално през 1843 г. от английския учен Майкъл Фарадей и се нарича Първият закон на Фарадей .

Вторият закон на Фарадей

А какво е електрохимичният еквивалент и от какво зависи? На този въпрос отговори и Майкъл Фарадей.

Въз основа на множество експерименти той стига до заключението, че тази стойност е характерна за всяко вещество. Така, например, по време на електролизата на разтвор на лапис (сребърен нитрат AgNO 3), 1 висулка отделя 1,1180 mg сребро; точно същото количество сребро се отделя по време на електролиза със заряд от 1 висулка от всяка сребърна сол. По време на електролизата на сол на друг метал, 1 висулка освобождава различно количество от този метал. По този начин , електрохимичният еквивалент на веществото е масата на това вещество, освободено по време на електролиза от 1 кулон електричество, протичащо през разтвор . Ето неговите стойности за някои вещества:

Вещество	K в mg/k
Ag (сребро)
H (водород)

От таблицата виждаме, че електрохимичните еквиваленти на различни вещества се различават значително един от друг. От какви свойства на веществото зависи стойността на неговия електрохимичен еквивалент? Отговорът на този въпрос е Вторият закон на Фарадей :

Електрохимичните еквиваленти на различни вещества са пропорционални на атомните им тегла и обратно пропорционални на числата, изразяващи тяхната химическа валентност.

n - валентност

А - атомно тегло

- се нарича химичен еквивалент на това вещество

- коефициент на пропорционалност, който вече е универсална константа, тоест има еднаква стойност за всички вещества. Ако измерим електрохимичния еквивалент в g/k, тогава ще открием, че той е равен на 1,037´10 -5 g/k.

Комбинирайки първия и втория закон на Фарадей, получаваме:

Тази формула има проста физическо значение: F е числено равно на заряда, който трябва да премине през всеки електролит, за да освободи вещество върху електродите в количество, равно на един химичен еквивалент. F се нарича числото на Фарадей и е равно на 96400 kg/g.

Мол и броят на молекулите в него. Числото на Авогадро

От курса по химия в 8 клас знаем, че за измерване на количествата на веществата, участващи в химична реакция, беше избрано специално звено - мол. За да измерите един мол от вещество, трябва да вземете толкова грама от него, каквато е относителната молекулна масанеговата.

Например, 1 мол вода (H 2 O) е равен на 18 грама (1 + 1 + 16 = 18), мол кислород (O 2) е 32 грама, а мол желязо (Fe) е 56 грама Но това, което е особено важно за нас, е установено, че 1 мол от всяко вещество е винаги съдържа същия брой молекули .

Молът е количеството вещество, което съдържа 6 ´ 10 23 молекули от това вещество.

В чест на италианския учен А. Авогадро този номер ( н) е наречен постоянен Авогадроили Числото на Авогадро .

От формулата следва, че ако q=F, тогава . Това означава, че когато през електролита премине заряд, равен на 96400 кулона, ще се освободят грамове всяко вещество. С други думи, за да освободи един мол едновалентно вещество, през електролита трябва да тече заряд q=Fвисулки. Но знаем, че всеки мол от вещество съдържа същия брой молекули - N=6x10 23. Това ни позволява да изчислим заряда на един йон на едновалентно вещество - елементарния електрически заряд - заряда на един (!) Електрон:

Прилагане на електролиза

Електролитен метод за получаване на чисти метали (рафиниране, рафиниране). Електролиза, придружена от разтваряне на анода

добър примере електролитното пречистване (рафиниране) на медта. Медта, получена директно от рудата, се отлива под формата на плочи и се поставя като анод в разтвор на CuSO 4. Чрез избор на напрежението на електродите на ваната (0,20-0,25V), е възможно да се гарантира, че на катода се отделя само метална мед. В този случай чуждите примеси или отиват в разтвор (без утаяване на катода), или падат на дъното на ваната под формата на утайка („анодна утайка“). Катионите на анодното вещество се комбинират с аниона SO 4 2- и при това напрежение на катода се отделя само метална мед. Анодът сякаш се "разтваря". Такова пречистване позволява да се постигне чистота от 99,99% („четири деветки“). По същия начин (рафиниране) пречистват и скъпоценни метали(злато Au, сребро Ag).

В момента целият алуминий (Al) се добива електролитно (от разтопен боксит).

Галванопластика

Галванопластика - областта на приложната електрохимия, която се занимава с процесите на нанасяне на метални покрития върху повърхността както на метални, така и на неметални продукти, когато постоянен електрически ток преминава през разтвори на техните соли. Галваничното покритие се разделя на галванопластика и галванично покритие .

Чрез електролиза е възможно металните предмети да се покрият със слой от друг метал. Този процес се нарича галванично покритие. От особено техническо значение са покритията с метали, които трудно се окисляват, по-специално никелиране и хромиране, както и сребърни и златни покрития, които често се използват за защита на металите от корозия. За да се получат желаните покрития, обектът се почиства старателно, добре се обезмаслява и се поставя като катод в електролитна вана, съдържаща сол на метала, с който искат да покрият обекта. За по-равномерно покритие е полезно да използвате две плочи като анод, като поставите предмет между тях.

Също така с помощта на електролиза е възможно не само да се покрият предмети със слой от един или друг метал, но и да се направят техните релефни метални копия (например монети, медали). Този процес е изобретен от руски физик и електроинженер, член на руска академияНауки Борис Семенович Якоби (1801-1874) през четиридесетте години на XIX век и се нарича галванично покритие . За да се направи релефно копие на обект, първо се прави отпечатък от някакъв пластмасов материал, например восък. Този отпечатък се натрива с графит и се потапя в електролитна вана като катод, където върху него се отлага слой метал. Това се използва в печатарската индустрия при производството на печатни форми.

В допълнение към горното, електролизата е намерила приложение в други области:

Получаване на оксид защитни филмивърху метали (анодиране);

Електрохимична повърхностна обработка на метален продукт (полиране);

Електрохимично оцветяване на метали (например мед, месинг, цинк, хром и др.);

Пречистването на водата е отстраняването на разтворими примеси от нея. Резултатът е така наречената мека вода (приближава дестилираната вода по своите свойства);

Електрохимично заточване на режещи инструменти (напр. хирургически ножове, бръсначи и др.).

Списък на използваната литература:

1. Гуревич А. Е. „Физика. Електромагнитни явления. 8 клас, Москва, издателство Drofa. 1999 г

2. Габриелян О. С. „Химия. 8 клас, Москва, издателство Drofa. 1997 г

3. "Елементарен учебник по физика под редакцията на акад. Г. С. Ландсберг - том II - електричество и магнетизъм." Москва, Наука, 1972 г.

4. Ерик М. Роджърс. "Физика заПитателният ум (методите, същността и философията на физическата наука)”. „Prinseton University Press“ 1966. Том III – електричество и магнетизъм. Превод Москва, "Мир" 1971г.

5. А. Н. Ремизов "Курс по физика, електроника и кибернетика за медицински институти". Москва," висше училище» 1982 г.

Течности, като твърди тела, могат да бъдат проводници, полупроводници и диелектрици. В този урок ще се съсредоточим върху течните проводници. И не за течности с електронна проводимост (разтопени метали), а за течни проводници от втори вид (разтвори и стопилки на соли, киселини, основи). Видът на проводимостта на такива проводници е йонен.

Определение. Проводници от втория вид са тези проводници, в които протичат химични процеси при протичане на ток.

За по-добро разбиране на процеса на провеждане на ток в течности може да се представи следният експеримент: Два електрода, свързани към източник на ток, се поставят във вана с вода, като електрическа крушка може да се приеме като индикатор за ток във веригата. Ако затворите такава верига, лампата няма да изгори, което означава, че няма ток, което означава, че има прекъсване на веригата, а самата вода не провежда ток. Но ако поставите определено количество сол в банята и повторите веригата, светлината ще светне. Това означава, че свободните носители на заряд започнаха да се движат във ваната между катода и анода, този случаййони (фиг. 1).

Ориз. 1. Схема на опит

Проводимост на електролитите

Откъде идват безплатните такси във втория случай? Както бе споменато в един от предишните уроци, някои диелектрици са полярни. Водата има точно същите полярни молекули (фиг. 2).

Ориз. 2. Полярност на водната молекула

Когато се добави сол към водата, водните молекули са ориентирани по такъв начин, че техните отрицателни полюси са близо до натрий, положителни - близо до хлор. В резултат на взаимодействието между зарядите, водните молекули разбиват молекулите на солта на двойки противоположни йони. Натриевият йон има положителен заряд, хлорният йон има отрицателен заряд (фиг. 3). Именно тези йони ще се движат между електродите под действието на електрическо поле.

Ориз. 3. Схема на образуване на свободни йони

Когато натриевите йони се приближат до катода, той получава своите липсващи електрони, докато хлоридните йони се отказват от своите, когато достигнат до анода.

Електролиза

Тъй като протичането на ток в течности е свързано с преноса на материя, с такъв ток протича процесът на електролиза.

Определение.Електролизата е процес, свързан с окислително-редукционни реакции, при които веществото се отделя от електродите.

Веществата, които в резултат на такова разделяне осигуряват йонна проводимост, се наричат ​​електролити. Това име е предложено от английския физик Майкъл Фарадей (фиг. 4).

Електролизата прави възможно получаването на вещества в достатъчно чиста форма от разтвори, поради което се използва за получаване на редки материали, като натрий, калций ... в чиста форма. Това е известно като електролитна металургия.

Законите на Фарадей

В първата работа за електролизата през 1833 г. Фарадей представя своите два закона за електролизата. В първия става дума за масата на веществото, отделено върху електродите:

Първият закон на Фарадей гласи, че тази маса е пропорционална на заряда, преминал през електролита:

Тук ролята на коефициента на пропорционалност играе количеството – електрохимичния еквивалент. Това е таблична стойност, която е уникална за всеки електролит и е негова основна характеристика. Размер на електрохимичния еквивалент:

Физическото значение на електрохимичния еквивалент е масата, освободена от електрода, когато количеството електричество в 1 C преминава през електролита.

Ако си спомняте формулите от темата за постоянен ток:

Тогава можем да представим първия закон на Фарадей във формата:

Вторият закон на Фарадей пряко засяга измерването на електрохимичния еквивалент чрез други константи за конкретен електролит:

Тук: - моларна масаелектролит; - елементарен заряд; - електролитна валентност; е числото на Авогадро.

Стойността се нарича химичен еквивалент на електролита. Тоест, за да се знае електрохимичният еквивалент, достатъчно е да се знае химическият еквивалент, останалите компоненти на формулата са световни константи.

Въз основа на втория закон на Фарадей, първият закон може да бъде представен като:

Фарадей предложи терминологията на тези йони въз основа на електрода, към който се движат. Положителните йони се наричат ​​катиони, защото се движат към отрицателно заредения катод, отрицателните заряди се наричат ​​аниони, докато се движат към анода.

Горното действие на водата за разграждане на молекула на два йона се нарича електролитна дисоциация.

Освен разтвори, стопилките могат да бъдат и проводници от втория вид. В този случай наличието на свободни йони се постига от факта, че при висока температура започват много активни молекулни движения и вибрации, в резултат на което молекулите се разпадат на йони.

Практическо приложение на електролизата

Първо практическа употребаелектролизата е извършена през 1838 г. от руския учен Якоби. С помощта на електролиза той получава отпечатък от фигури за Исакиевския събор. Това приложение на електролизата се нарича галванопластика. Друга област на приложение е галваничното покритие - покриване на един метал с друг (хромиране, никелиране, позлата и др., фиг. 5)

Генденщайн Л.Е., Дик Ю.И. Физика 10 клас. - М.: Илекса, 2005.

Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Слободсков Б.А. Физика. Електродинамика. - М.: 2010 г.

1. Fatyf.narod.ru ().
2. ChemiK ().
3. Ens.tpu.ru ().

Домашна работа

1. Какво представляват електролитите?
2. Кои са двете основни различни видоветечности, в които може да тече електрически ток?
3. Какви са възможните механизми за образуване на свободни носители на заряд?
4. *Защо масата, освободена от електрода, е пропорционална на заряда?

Електрически ток в газове

Носители на заряд: електрони, положителни йони, отрицателни йони.

Носителите на заряд възникват в газа в резултат на йонизация: поради облъчване на газа или сблъсък на нагрети газови частици един с друг.

Йонизация чрез електронен удар.

A_(полета)=eEl

e=1,6\cdot 10^(19)Cl;

E - посока на полето;

l е средният свободен път между два последователни сблъсъка на електрон с газови атоми.

A_(fields)=eEl\geq W - йонизационно условие

W е йонизационната енергия, т.е. енергията, необходима за изтегляне на електрон от атом

Броят на електроните се увеличава в геометрична прогресия, което води до електронна лавина, а оттам и до разряд в газа.

Електрически ток в течност

Течностите, подобно на твърдите тела, могат да бъдат диелектрици, проводници и полупроводници. Диелектриците включват дестилирана вода, проводниците включват електролитни разтвори: киселини, основи, соли и метални стопилки. Течните полупроводници са разтопен селен, сулфидни стопилки.

Електролитна дисоциация

Когато електролитите се разтварят, под въздействието на електрическото поле на полярните водни молекули, молекулите на електролита се разлагат на йони. Например, CuSO_(4)\rightarrow Cu^(2+)+SO^(2-)_(4).

Заедно с дисоциацията има и обратен процес - рекомбинация , т.е. асоцииране на йони с противоположни знаци в неутрални молекули.

Носителите на електричество в електролитните разтвори са йони. Тази проводимост се нарича йонна .

Електролиза

Ако електродите се поставят във вана с електролитен разтвор и се включи ток, тогава отрицателните йони ще се придвижат към положителния електрод, а положителните йони към отрицателния.

На анода (положителен електрод) отрицателно заредените йони даряват допълнителни електрони (окислителна реакция), а на катода (отрицателен електрод), положителните йони получават липсващите електрони (реакция на редукция).

Определение.Процесът на освобождаване на вещества върху електродите, свързан с редокс реакции, се нарича електролиза.

Законите на Фарадей

аз Масата на веществото, което се отделя върху електрода, е право пропорционална на заряда, който е протекъл през електролита:

m=kq

k е електрохимичният еквивалент на вещество.

q=I\Delta t , тогава

m=kI\Delta t

k=\frac(1)(F)\frac(\mu)(n)

\frac(\mu)(n) - химичен еквивалент на вещество;

\mu - моларна маса;

n - валентност

Електрохимичните еквиваленти на веществата са пропорционални на химичните еквиваленти.

F - константа на Фарадей;

Всеки е запознат с определението за електрически ток. Представя се като насочено движение на заредени частици. Такова движение в различни средиима фундаментални различия. Като основен пример за това явление може да си представим протичането и разпространението на електрически ток в течности. Такива явления се характеризират с различни свойства и се различават сериозно от подреденото движение на заредените частици, което се случва при нормални условия, а не под въздействието на различни течности.

Фигура 1. Електрически ток в течности. Author24 - онлайн обмен на студентски доклади

Образуване на електрически ток в течности

Въпреки факта, че процесът на провеждане на електрически ток се осъществява с помощта на метални устройства (проводници), токът в течности зависи от движението на заредени йони, които са придобили или загубили такива атоми и молекули по някаква конкретна причина. Индикатор за такова движение е промяна в свойствата на определено вещество, където преминават йоните. По този начин е необходимо да се разчита на основното определение за електрически ток, за да се формира специфична концепция за образуването на ток в различни течности. Установено е, че разлагането на отрицателно заредените йони допринася за движението в областта на източника на ток с положителни стойности. Положително заредените йони в такива процеси ще се движат в обратна посока - към отрицателен източник на ток.

Течните проводници са разделени на три основни типа:

• полупроводници;
• диелектрици;
• проводници.

Определение 1

Електролитната дисоциация е процес на разлагане на молекули на определен разтвор на отрицателни и положително заредени йони.

Може да се установи, че електрически ток в течности може да възникне след промяна в състава и химическо свойствоизползвани течности. Това напълно противоречи на теорията за разпространението на електрически ток по други начини при използване на конвенционален метален проводник.

Експерименти на Фарадей и електролиза

Потокът на електрически ток в течности е продукт на движението на заредени йони. Проблемите, свързани с появата и разпространението на електрически ток в течности, доведоха до изследването на известния учен Майкъл Фарадей. С помощта на многобройни практически изследвания той успя да намери доказателства, че масата на веществото, отделяно по време на електролизата, зависи от количеството време и електричество. В този случай е важно времето, през което са проведени експериментите.

Ученият е успял да установи също, че в процеса на електролиза, когато се отдели определено количество вещество, е необходимо същото количество. електрически заряди. Това количество е точно установено и фиксирано в постоянна стойност, която се нарича числото на Фарадей.

В течности електрическият ток има различни условия на разпространение. Той взаимодейства с водните молекули. Те значително възпрепятстват всяко движение на йони, което не се наблюдава при експерименти с конвенционален метален проводник. От това следва, че генерирането на ток по време на електролитни реакции няма да бъде толкова голямо. Въпреки това, с повишаване на температурата на разтвора, проводимостта постепенно се увеличава. Това означава, че напрежението на електрическия ток се увеличава. Също така в процеса на електролизата се наблюдава, че вероятността определена молекула да се разложи на отрицателни или положителни йонни заряди се увеличава поради големия брой молекули на използваното вещество или разтворител. Когато разтворът е наситен с йони над определена норма, настъпва обратният процес. Проводимостта на разтвора започва отново да намалява.

Понастоящем процесът на електролиза е намерил своето приложение в много области и области на науката и в производството. Промишлените предприятия го използват при производството или обработката на метал. Електрохимичните реакции участват в:

• солна електролиза;
• галванопластика;
• полиране на повърхности;
• други редокс процеси.

Електрически ток във вакуум и течности

Разпространението на електрически ток в течности и други среди е доста сложен процес, който има свои собствени характеристики, характеристики и свойства. Факт е, че в такива среди няма напълно заряди в телата, поради което обикновено се наричат ​​диелектрици. Основната цел на изследването е да се създадат условия, при които атомите и молекулите да започнат да се движат и да започне процесът на генериране на електрически ток. За това е обичайно да се използват специални механизми или устройства. Основният елемент на такива модулни устройства са проводници под формата на метални пластини.

За да се определят основните параметри на тока, е необходимо да се използват известни теории и формули. Най-разпространеният е законът на Ом. Той действа като универсална амперна характеристика, където е реализиран принципът на зависимост от ток-напрежение. Припомнете си, че напрежението се измерва в единици ампери.

За експерименти с вода и сол е необходимо да се подготви съд със солена вода. Това ще даде практична и визуална представа за процесите, които се случват при генериране на електрически ток в течности. Също така инсталацията трябва да съдържа правоъгълни електроди и захранвания. За пълномащабна подготовка за експерименти трябва да имате амперна инсталация. Това ще помогне за провеждането на енергия от захранването към електродите.

Металните плочи ще действат като проводници. Те се потапят в използваната течност и след това напрежението се свързва. Движението на частиците започва веднага. Работи на случаен принцип. Кога магнитно полемежду проводниците са подредени всички процеси на движение на частиците.

Йоните започват да сменят зарядите и да се комбинират. Така катодите стават аноди и анодите стават катоди. В този процес има и няколко други важни фактора, които трябва да се вземат предвид:

• ниво на дисоциация;
• температура;
• електрическо съпротивление;
• използване на променлив или постоянен ток.

В края на експеримента върху чиниите се образува слой сол.

Водата като универсален разтворител.. Водни разтвори.. Електролитна дисоциация.. Електролит.. Слаби и силни електролити.. Носители на електрически заряди в течности.. Положителни и отрицателни йони.. Електролиза.. Стопки.. Характер на електрическия ток в стопилките..

Едно от условията за възникване на електрически ток е наличието на свободни заряди, способни да се движат под въздействието на електрическо поле. Говорихме за естеството на електрическия ток в металите и.
В този урок ще се опитаме да разберем какви частици носят електрически заряд в течности и се топят.

Водата като универсален разтворител

Както знаем, дестилираната вода не съдържа носители на заряд и следователно не провежда електрически ток, тоест е диелектрик. Въпреки това, наличието на всякакви примеси вече прави водата доста добър проводник.
Водата има феноменалната способност да разтваря почти всичко в себе си. химични елементи. Когато различни вещества (киселини, основи, основи, соли и др.) се разтварят във вода, разтворът се превръща в проводник поради разпадането на молекулите на веществото на йони. Това явление се нарича електролитна дисоциация, а самият разтвор е електролит, способен да провежда електрически ток. Всички водни басейни на Земята са в по-голяма или по-малка степен естествени електролити.

Световният океан е разтвор на йони на почти всички елементи на периодичната таблица.

Стомашният сок, кръвта, лимфата, всички течности в човешкото тяло са електролити. Всички животни и растения също се състоят предимно от електролити.

Според степента на дисоциация се различават слаби и силни електролити. Водата принадлежи към слабите електролити, а повечето неорганични киселини принадлежат към силни електролити. Електролитите се наричат ​​още проводници от втория вид.

Носители на електрически заряди в течност

При разтваряне във вода (или друга течност) на различни вещества, те се разлагат на йони.
Например обикновената готварска сол NaCl (натриев хлорид) във вода се разделя на положителни натриеви йони (Na +) и отрицателни хлоридни йони (Cl-). Ако двата полюса в получения електролит са при различни потенциали, тогава отрицателните йони се отклоняват към положителния полюс, докато положителните йони се отклоняват към отрицателния полюс.

По този начин електрическият ток в течност се състои от потоци от положителни и отрицателни йони, насочени един към друг.

Докато абсолютно чистата вода е изолатор, водата, съдържаща дори малки примеси (естествени или въведени отвън) йонизирано вещество, е проводник на електрически ток.

Електролиза

Тъй като положителните и отрицателните йони на разтвореното вещество се отклоняват в различни посоки под въздействието на електрическото поле, веществото постепенно се разделя на две части.

Това разделяне на материята на съставните й елементи се нарича електролиза.

Електролитите се използват в електрохимията, в химически източници на ток ( галванични клеткии батерии), в производствените процеси на галванопластика и други технологии, основани на движението на електрически заряди в течности под въздействието на електрическо поле.

топи се

Дисоциацията на веществото е възможна без участието на вода. Достатъчно, за да се разтопят кристалите химичен съставвещества и се стопява. Стопките на материята, подобно на водните електролити, са проводници от втория вид и следователно могат да бъдат наречени електролити. Електрическият ток в стопилките има същата природа като тока във водните електролити - това са обратни потоци на положителни и отрицателни йони.

Използвайки стопилки, в металургията, алуминият се получава електролитно от алуминиев оксид. През алуминиев оксид се пропуска електрически ток и по време на електролиза чист алуминий се натрупва на един от електродите (катод). Това е много енергоемък процес, който по отношение на консумацията на енергия наподобява разлагането на водата на водород и кислород с помощта на електрически ток.

В цеха за електролиза на алуминий