Corrente elettronica nei liquidi
In un conduttore di ferro appare una corrente elettronica dal movimento diretto di elettroni liberi e che con tutto ciò non si verificano cambiamenti nella sostanza da cui è formato il conduttore.
Vengono chiamati tali conduttori, in cui il passaggio di una corrente di elettroni non è accompagnato da cambiamenti chimici nella loro sostanza conduttori del primo tipo. Questi includono tutti i metalli, carbone e una serie di altre sostanze.
Ma ci sono anche tali conduttori di corrente elettronica in natura, in cui si verificano fenomeni chimici durante il passaggio della corrente. Questi conduttori sono chiamati conduttori di seconda specie. Questi includono principalmente miscele diverse di acidi, sali e alcali in acqua.
Se versi dell'acqua in un recipiente di vetro e ci aggiungi alcune gocce di acido solforico (o qualche altro acido o alcali), quindi prendi due piastre di ferro e attacca loro dei conduttori abbassando queste piastre nel recipiente e collega una corrente alimentarsi alle altre estremità dei conduttori tramite un interruttore e un amperometro, quindi il gas verrà rilasciato dalla soluzione, mentre durerà continuamente fino alla chiusura del circuito. l'acqua acidificata è infatti un conduttore. Inoltre, i piatti inizieranno a essere ricoperti da bolle di gas. Quindi queste bolle si staccheranno dai piatti e usciranno.
Quando una corrente di elettroni passa attraverso la soluzione, si verificano cambiamenti chimici, a seguito dei quali viene rilasciato gas.
I conduttori del secondo tipo sono chiamati elettroliti e lo è il fenomeno che si verifica in un elettrolita quando una corrente elettronica lo attraversa.
Le piastre di ferro immerse in un elettrolita sono chiamate elettrodi; uno di questi, collegato al polo positivo della sorgente di corrente, è chiamato anodo, e l'altro, collegato al polo negativo, è il catodo.
Qual è il motivo del passaggio di una corrente di elettroni in un conduttore acquoso? Si scopre che in tali miscele (elettroliti), le molecole acide (alcali, sali) sotto l'azione di un solvente (in questo caso, l'acqua) si decompongono in due componenti, mentre una parte della molecola ha una carica elettronica positiva e l'altra negativa.
Le particelle di una molecola che hanno una carica elettronica sono chiamate ioni. Quando un acido, sale o alcali viene sciolto in acqua, nella soluzione appare un'enorme quantità di ioni sia positivi che negativi.
Ora dovrebbe essere chiaro il motivo per cui una corrente elettronica è passata attraverso la soluzione, perché si è creata una differenza di potenziale tra gli elettrodi collegati alla sorgente di corrente, in altre parole, uno di essi si è rivelato caricato positivamente e l'altro negativamente. Sotto l'influenza di questa differenza di potenziale, gli ioni positivi iniziarono a muoversi verso l'elettrodo negativo - il catodo e gli ioni negativi - verso l'anodo.
Pertanto, il movimento caotico degli ioni è diventato un contromovimento ordinato di ioni caricati negativamente in una direzione e positivi nell'altra. Questo processo di trasferimento di carica costituisce il flusso della corrente di elettroni attraverso l'elettrolita e si verifica finché c'è una differenza di potenziale tra gli elettrodi. Con la scomparsa della differenza di potenziale, la corrente attraverso l'elettrolita si interrompe, il movimento ordinato degli ioni viene disturbato e il movimento caotico riprende.
Ad esempio, si consideri il fenomeno dell'elettrolisi quando una corrente di elettroni viene fatta passare attraverso una soluzione di solfato di rame CuSO4 con elettrodi di rame abbassati al suo interno.
Il fenomeno dell'elettrolisi quando la corrente passa attraverso una soluzione di solfato di rame: C - recipiente con elettrolita, B - sorgente di corrente, C - interruttore
Ci sarà anche un movimento contrario di ioni agli elettrodi. Lo ione positivo sarà lo ione rame (Cu) e lo ione negativo sarà lo ione residuo acido (SO4). Gli ioni rame, al contatto con il catodo, verranno scaricati (attaccando a se stessi gli elettroni mancanti), ovvero verranno convertiti in molecole neutre di rame puro e depositati sul catodo sotto forma dello strato più sottile (molecolare).
Anche gli ioni negativi, dopo aver raggiunto l'anodo, vengono scaricati (regalano elettroni extra). Ma con tutto ciò, entrano in una reazione chimica con il rame dell'anodo, a seguito della quale una molecola di rame Cu viene attaccata al residuo acido SO4 e appare una molecola di solfato di rame CuS O4, che viene restituita a l'elettrolito.
Perché questo processo chimico avviene a lungo, quindi il rame viene depositato sul catodo, che viene rilasciato dall'elettrolita. Con tutto ciò, l'elettrolita, invece delle molecole di rame che sono andate al catodo, riceve nuove molecole di rame a causa della dissoluzione del secondo elettrodo: l'anodo.
Lo stesso processo si verifica se vengono presi elettrodi di zinco invece di quelli di rame e l'elettrolita è una soluzione di solfato di zinco Zn SO4. Lo zinco sarà anche trasferito dall'anodo al catodo.
Così, differenza tra corrente elettronica nei metalli e conduttori acquosiè che nei metalli lo sono gli unici portatori di carica elettroni liberi, cioè cariche negative, mentre negli elettroliti l'elettricità è trasportata da particelle di materia con carica opposta - ioni che si muovono direzioni inverse. Ecco perché lo dicono gli elettroliti hanno conduttività ionica.
Il fenomeno dell'elettrolisi fu scoperto nel 1837 da B. S. Jacobi, che realizzò innumerevoli esperimenti sullo studio e il miglioramento delle sorgenti chimiche di corrente. Jacobi ha scoperto che uno degli elettrodi posti in una soluzione di solfato di rame, quando una corrente di elettroni lo attraversa, è ricoperto di rame.
Questo fenomeno si chiama galvanica, trova al momento un molto grande uso pratico. Un esempio è il rivestimento di oggetti in ferro con un sottile strato di altri metalli, ad esempio nichelatura, doratura, argentatura, ecc.
I gas (compresa l'aria) non conducono corrente di elettroni in condizioni normali. Ad esempio, i fili nudi delle linee aeree, essendo sospesi paralleli tra loro, sono isolati l'uno dall'altro da uno strato d'aria.
Ma sotto l'influenza della temperatura più alta, una grande differenza di potenziale e altre circostanze, i gas, come i conduttori acquosi, si ionizzano, cioè in essi compaiono particelle di molecole di gas in grandi quantità che, essendo vettori di elettricità, facilitano il passaggio di corrente di elettroni attraverso il gas.
Ma allo stesso tempo, la ionizzazione di un gas differisce dalla ionizzazione di un conduttore acquoso. Se nell'acqua una molecola si rompe in due parti cariche, nei gas, sotto l'azione della ionizzazione, gli elettroni sono sempre separati da ciascuna molecola e uno ione rimane sotto forma di una parte caricata positivamente della molecola.
Non appena la ionizzazione di un gas è completata, cessa di essere conduttivo, mentre un liquido rimane sempre un conduttore di corrente di elettroni. Come segue, la conducibilità di un gas è un fenomeno temporaneo, dipendente dall'azione di circostanze esterne.
Ma c'è un altro tipo di scarico chiamato scarica ad arco o solo un arco elettronico. Il fenomeno dell'arco elettronico fu scoperto all'inizio del XIX secolo dal primo ingegnere elettrico russo V. V. Petrov.
V. V. Petrov, facendo innumerevoli esperimenti, ha scoperto che tra 2 carboncini collegati a una fonte di corrente, appare una scarica elettronica continua attraverso l'aria, accompagnata da una luce brillante. Nei suoi stessi scritti, V. V. Petrov ha scritto che con tutto questo "la pace nera può essere illuminata in modo abbastanza brillante". Quindi per la prima volta è stata ottenuta la luce elettronica, che è stata effettivamente utilizzata da un altro scienziato elettrico russo Pavel Nikolaevich Yablochkov.
"La candela di Yablochkov", il cui lavoro si basa sull'uso di un arco elettronico, ha fatto una vera rivoluzione nell'ingegneria elettrica in quei giorni.
La scarica ad arco è utilizzata come fonte di luce ai nostri giorni, ad esempio, nei proiettori e nei proiettori. La massima temperatura di scarico dell'arco ne consente l'utilizzo per la costruzione di un forno ad arco. Attualmente i forni ad arco alimentati ad altissima corrente sono utilizzati in numerosi settori: per la fusione di acciaio, ghisa, ferroleghe, bronzo, ecc. E nel 1882, N. N. Benardos utilizzò per la prima volta una scarica ad arco per tagliare e saldare il metallo.
Nei tubi del gas, lampade fluorescenti, stabilizzatori di tensione, per ottenere fasci elettrici e ionici, i cosiddetti scarica di gas incandescente.
La scarica di scintille viene utilizzata per misurare enormi differenze di potenziale con l'aiuto di uno spinterometro sferico, i cui elettrodi sono due sfere di ferro con una superficie lucida. Le sfere vengono allontanate e viene applicata una differenza di potenziale misurata. Quindi le palline vengono unite fino a quando una scintilla non salta tra di loro. Conoscendo il diametro delle sfere, la distanza tra loro, la pressione, la temperatura e l'umidità dell'aria, trovano la differenza di potenziale tra le sfere secondo apposite tabelle. In questo modo è possibile determinare, con una precisione di parecchi punti percentuali, una differenza di potenziale dell'ordine di 10mila volt.
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I liquidi, come i solidi, possono essere conduttori, semiconduttori e dielettrici. In questa lezione ci concentreremo sui conduttori liquidi. E non sui liquidi con conducibilità elettronica (metalli fusi), ma sui conduttori liquidi del secondo tipo (soluzioni e fusi di sali, acidi, basi). Il tipo di conducibilità di tali conduttori è ionico.
Definizione. I conduttori del secondo tipo sono quei conduttori in cui si verificano processi chimici quando scorre la corrente.
Per una migliore comprensione del processo di conduzione della corrente nei liquidi, può essere presentato il seguente esperimento: due elettrodi collegati a una sorgente di corrente sono stati posti in un bagno d'acqua, una lampadina può essere presa come indicatore di corrente nel circuito. Se si chiude un circuito del genere, la lampada non si brucia, il che significa che non c'è corrente, il che significa che c'è un'interruzione nel circuito e l'acqua stessa non conduce corrente. Ma se metti una certa quantità di sale nel bagno e ripeti il circuito, la luce si accenderà. Ciò significa che i portatori di carica libera, in questo caso gli ioni, hanno iniziato a muoversi nel bagno tra il catodo e l'anodo (Fig. 1).
Riso. 1. Schema di esperienza
Conducibilità degli elettroliti
Da dove vengono le spese gratuite nel secondo caso? Come accennato in una delle lezioni precedenti, alcuni dielettrici sono polari. L'acqua ha le stesse molecole polari (Fig. 2).
Riso. 2. Polarità della molecola d'acqua
Quando il sale viene aggiunto all'acqua, le molecole d'acqua sono orientate in modo tale che i loro poli negativi siano vicini al sodio, positivi - vicini al cloro. Come risultato delle interazioni tra le cariche, le molecole d'acqua rompono le molecole di sale in coppie di ioni opposti. Lo ione sodio ha una carica positiva, lo ione cloro ha una carica negativa (Fig. 3). Sono questi ioni che si muoveranno tra gli elettrodi sotto l'azione di campo elettrico.
Riso. 3. Schema di formazione di ioni liberi
Quando gli ioni sodio si avvicinano al catodo, riceve i suoi elettroni mancanti, mentre gli ioni cloruro rinunciano ai loro quando raggiungono l'anodo.
Elettrolisi
Poiché il flusso di corrente nei liquidi è associato al trasferimento di materia, con tale corrente avviene il processo di elettrolisi.
Definizione. L'elettrolisi è un processo associato a reazioni redox in cui una sostanza viene rilasciata agli elettrodi.
Le sostanze che, come risultato di tale scissione, forniscono conduttività ionica sono chiamate elettroliti. Questo nome è stato proposto dal fisico inglese Michael Faraday (Fig. 4).
L'elettrolisi consente di ottenere sostanze in una forma sufficientemente pura dalle soluzioni, quindi viene utilizzata per ottenere materiali rari, come sodio, calcio ... nella sua forma pura. Questo è ciò che è noto come metallurgia elettrolitica.
Le leggi di Faraday
Nel primo lavoro sull'elettrolisi nel 1833, Faraday presentò le sue due leggi dell'elettrolisi. Nel primo si trattava della massa della sostanza rilasciata sugli elettrodi:
La prima legge di Faraday afferma che questa massa è proporzionale alla carica passata attraverso l'elettrolita:
Qui il ruolo del coefficiente di proporzionalità è giocato dalla quantità: l'equivalente elettrochimico. Questo è un valore tabellare che è unico per ciascun elettrolita ed è il suo caratteristica principale. Dimensione dell'equivalente elettrochimico:
Il significato fisico dell'equivalente elettrochimico è la massa rilasciata sull'elettrodo quando la quantità di elettricità in 1 C passa attraverso l'elettrolita.
Se ricordi le formule dal tema della corrente continua:
Quindi possiamo rappresentare la prima legge di Faraday nella forma:
La seconda legge di Faraday riguarda direttamente la misurazione dell'equivalente elettrochimico attraverso altre costanti per un particolare elettrolita:
Qui: è la massa molare dell'elettrolita; - carica elementare; - valenza elettrolitica; è il numero di Avogadro.
Il valore è chiamato l'equivalente chimico dell'elettrolita. Cioè, per conoscere l'equivalente elettrochimico, è sufficiente conoscere l'equivalente chimico, i restanti componenti della formula sono costanti mondiali.
Sulla base della seconda legge di Faraday, la prima legge può essere rappresentata come:
Faraday ha proposto la terminologia di questi ioni sulla base dell'elettrodo a cui si muovono. Gli ioni positivi sono chiamati cationi perché si muovono verso il catodo caricato negativamente, le cariche negative sono chiamate anioni mentre si muovono verso l'anodo.
L'azione di cui sopra dell'acqua per rompere una molecola in due ioni è chiamata dissociazione elettrolitica.
Oltre alle soluzioni, i fusi possono essere anche conduttori del secondo tipo. In questo caso, la presenza di ioni liberi è ottenuta dal fatto che at alta temperatura iniziano movimenti molecolari e vibrazioni molto attivi, a seguito dei quali le molecole vengono distrutte in ioni.
Applicazione pratica dell'elettrolisi
La prima applicazione pratica dell'elettrolisi avvenne nel 1838 dallo scienziato russo Jacobi. Con l'aiuto dell'elettrolisi, ha ricevuto un'impressione di figure per la Cattedrale di Sant'Isacco. Questa applicazione dell'elettrolisi è chiamata galvanica. Un'altra area di applicazione è la galvanica: la copertura di un metallo con un altro (cromatura, nichelatura, doratura, ecc., Fig. 5)
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Compiti a casa
- Cosa sono gli elettroliti?
- Quali sono i due fondamentali tipi diversi liquidi in cui può scorrere una corrente elettrica?
- Quali sono i possibili meccanismi per la formazione di vettori gratuiti?
- *Perché la massa rilasciata sull'elettrodo è proporzionale alla carica?
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Quali sono i portatori di corrente elettrica nel vuoto?
Qual è la natura del loro movimento?
Liquidi, tipo corpi solidi, possono essere dielettrici, conduttori e semiconduttori. I dielettrici includono acqua distillata, conduttori - soluzioni e scioglimenti di elettroliti: acidi, alcali e sali. I semiconduttori liquidi sono selenio fuso, solfuro fuso, ecc.
dissociazione elettrolitica.
Quando gli elettroliti vengono disciolti sotto l'influenza del campo elettrico delle molecole di acqua polare, le molecole di elettroliti si decompongono in ioni.
Viene chiamata la disintegrazione delle molecole in ioni sotto l'influenza del campo elettrico delle molecole d'acqua polare dissociazione elettrolitica.
Grado di dissociazione- la proporzione di molecole nella sostanza disciolta che sono decadute in ioni.
Il grado di dissociazione dipende dalla temperatura, dalla concentrazione della soluzione e dalle proprietà elettriche del solvente.
All'aumentare della temperatura, aumenta il grado di dissociazione e, di conseguenza, aumenta la concentrazione di ioni caricati positivamente e negativamente.
Ioni di segni diversi, quando si incontrano, possono nuovamente unirsi in molecole neutre.
In condizioni costanti, nella soluzione si stabilisce un equilibrio dinamico, in cui il numero di molecole che decadono in ioni al secondo è uguale al numero di coppie di ioni che si ricombinano in molecole neutre nello stesso tempo.
conduzione ionica.
I portatori di carica nelle soluzioni acquose o negli elettroliti fusi sono ioni con carica positiva e negativa.
Se una nave con una soluzione elettrolitica è inclusa in un circuito elettrico, gli ioni negativi inizieranno a muoversi verso l'elettrodo positivo - l'anodo e il positivo - verso il negativo - catodo. Di conseguenza, una corrente elettrica scorrerà attraverso il circuito.
Conducibilità soluzione acquosa o si chiama fusione di elettroliti, che viene effettuata da ioni conducibilità ionica.
Elettrolisi. Con la conduttività ionica, il passaggio di corrente è associato al trasferimento di materia. Sugli elettrodi vengono rilasciate sostanze che compongono gli elettroliti. All'anodo, gli ioni caricati negativamente donano i loro elettroni extra (in chimica questo è chiamato reazione ossidativa), e al catodo, gli ioni positivi ottengono gli elettroni mancanti (reazione di riduzione).
I liquidi possono anche avere conducibilità elettronica. Tale conduttività è posseduta, ad esempio, dai metalli liquidi.
Viene chiamato il processo di rilascio di una sostanza all'elettrodo, associato a reazioni redox elettrolisi.
Cosa determina la massa di una sostanza rilasciata in un dato tempo? Ovviamente, la massa m della sostanza rilasciata è uguale al prodotto della massa m 0i di uno ione per il numero N i di ioni che hanno raggiunto l'elettrodo durante il tempo Δt:
m = m 0i N io . (16.3)
La massa ionica m 0i è:
dove M è la massa molare (o atomica) della sostanza e N A è la costante di Avogadro, cioè il numero di ioni in una mole.
Il numero di ioni che raggiungono l'elettrodo è
dove Δq = IΔt è la carica passata attraverso l'elettrolita durante il tempo Δt; q 0i è la carica dello ione, che è determinata dalla valenza n dell'atomo: q 0i \u003d ne (e è la carica elementare). Durante la dissociazione di molecole, ad esempio KBr, costituite da atomi monovalenti (n = 1), compaiono ioni K + e Br -. La dissociazione delle molecole di solfato di rame porta alla comparsa di ioni Cu 2+ e SO 2- 4 a doppia carica (n = 2). Sostituendo le espressioni (16.4) e (16.5) nella formula (16.3) e tenendo conto che Δq = IΔt, a q 0i = ne, otteniamo
La legge di Faraday.
Indichiamo con k il coefficiente di proporzionalità tra la massa m della sostanza e la carica Δq = IΔt passante per l'elettrolita:
dove F \u003d eN A \u003d 9,65 10 4 C / mol - Costante di Faraday.
Il coefficiente k dipende dalla natura della sostanza (i valori di M e n). Secondo la formula (16.6) abbiamo
m = kIΔt. (16.8)
Legge di Faraday dell'elettrolisi:
La massa della sostanza rilasciata sull'elettrodo durante il tempo Δt. durante il passaggio della corrente elettrica, è proporzionale all'intensità della corrente e al tempo.
Questa affermazione, ottenuta in teoria, è stata stabilita sperimentalmente per la prima volta da Faraday.
Viene chiamato il valore k nella formula (16.8). equivalente elettrochimico dato sostanza ed espresso in chilogrammi per ciondolo(kg/C).
Dalla formula (16.8) si può vedere che il coefficiente k è numericamente uguale alla massa la sostanza rilasciata sugli elettrodi durante il trasferimento di una carica pari a 1 C dagli ioni.
L'equivalente elettrochimico ha un semplice significato fisico. Poiché M / N A \u003d m 0i e en \u003d q 0i, quindi secondo la formula (16.7) k \u003d rn 0i / q 0i, ovvero k è il rapporto tra la massa dello ione e la sua carica.
Misurando i valori di m e Δq, si possono determinare gli equivalenti elettrochimici di varie sostanze.
Puoi verificare la validità della legge di Faraday per esperienza. Montiamo l'installazione mostrata in Figura (16.25). Tutti e tre i bagni elettrolitici sono riempiti con la stessa soluzione elettrolitica, ma le correnti che li attraversano sono diverse. Indichiamo la forza delle correnti attraverso I1, I2, I3. Allora io 1 = io 2 + io 3 . Misurando le masse m 1 , m 2 , m 3 delle sostanze rilasciate sugli elettrodi in diversi bagni, si può assicurarsi che siano proporzionali alle corrispondenti correnti I 1 , I 2 , I 3 .
Determinazione della carica dell'elettrone.
La formula (16.6) per la massa della sostanza rilasciata sull'elettrodo può essere utilizzata per determinare la carica dell'elettrone. Da questa formula segue che il modulo di carica dell'elettrone è uguale a:
Conoscendo la massa m della sostanza rilasciata durante il passaggio della carica IΔt, massa molare M, la valenza di n atomi e la costante di Avogadro N A, puoi trovare il valore del modulo di carica dell'elettrone. Risulta essere uguale a e = 1,6 10 -19 C.
Fu così che nel 1874 si ottenne per la prima volta il valore della carica elettrica elementare.
Applicazione dell'elettrolisi. L'elettrolisi è ampiamente utilizzata in ingegneria per vari scopi. Coprire elettroliticamente la superficie di un metallo con uno strato sottile di un altro ( nichelatura, cromatura, doratura eccetera.). Questo rivestimento durevole protegge la superficie dalla corrosione. Se è assicurata una buona spellatura del rivestimento elettrolitico dalla superficie su cui è depositato il metallo (questo si ottiene, ad esempio, applicando grafite sulla superficie), è possibile ottenere una copia dalla superficie in rilievo.
Il processo per ottenere rivestimenti pelabili - elettrotipo- è stato sviluppato dallo scienziato russo B. S. Jacobi (1801-1874), che nel 1836 ha applicato questo metodo per realizzare figure cave per la Cattedrale di Sant'Isacco a San Pietroburgo.
In precedenza, nell'industria della stampa, si ottenevano copie da una superficie in rilievo (stereotipi) da matrici (l'impronta di un insieme su un materiale plastico), per le quali sulle matrici veniva depositato uno spesso strato di ferro o altra sostanza. Ciò ha permesso di riprodurre il set nel numero di copie richiesto.
L'elettrolisi rimuove le impurità dai metalli. Pertanto, il rame grezzo ottenuto dal minerale viene colato sotto forma di fogli spessi, che vengono quindi posti in un bagno come anodi. Durante l'elettrolisi, il rame dell'anodo si dissolve, le impurità contenenti metalli preziosi e rari cadono sul fondo e il rame puro si deposita sul catodo.
L'alluminio si ottiene dalla bauxite fusa mediante elettrolisi. Era questo metodo per ottenere l'alluminio che lo rendeva economico e, insieme al ferro, il più comune nella tecnologia e nella vita di tutti i giorni.
Con l'aiuto dell'elettrolisi si ottengono circuiti elettronici che fungono da base per tutti i prodotti elettronici. Una sottile lastra di rame è incollata sul dielettrico, su cui viene applicato un complesso schema di fili di collegamento con una vernice speciale. Quindi la piastra viene posta in un elettrolita, dove vengono incise le aree dello strato di rame che non sono ricoperte di vernice. Successivamente, la vernice viene lavata via e i dettagli del microcircuito appaiono sulla scheda.
Tutti conoscono la definizione di corrente elettrica. È rappresentato come un movimento diretto di particelle cariche. Tale movimento in ambienti diversi presenta differenze fondamentali. Come esempio basilare di questo fenomeno si può immaginare il flusso e la propagazione della corrente elettrica nei liquidi. Tali fenomeni sono caratterizzati da proprietà diverse e sono seriamente diversi dal movimento ordinato delle particelle cariche, che si verifica in condizioni normali non sotto l'influenza di vari liquidi.
Immagine 1. Elettricità nei liquidi. Author24 - scambio online di documenti degli studenti
Formazione di corrente elettrica nei liquidi
Nonostante il processo di conduzione della corrente elettrica sia effettuato mediante dispositivi metallici (conduttori), la corrente nei liquidi dipende dal movimento di ioni carichi che hanno acquisito o perso tali atomi e molecole per qualche motivo specifico. Un indicatore di tale movimento è un cambiamento nelle proprietà di una determinata sostanza, dove passano gli ioni. Pertanto, è necessario fare affidamento sulla definizione di base di corrente elettrica per formare un concetto specifico della formazione di corrente in vari liquidi. È determinato che la decomposizione degli ioni caricati negativamente contribuisce al movimento nella regione della sorgente di corrente con valori positivi. Gli ioni caricati positivamente in tali processi si sposteranno nella direzione opposta, verso una fonte di corrente negativa.
I conduttori liquidi si dividono in tre tipi principali:
- semiconduttori;
- dielettrici;
- conduttori.
Definizione 1
La dissociazione elettrolitica è il processo di decomposizione delle molecole di una determinata soluzione in ioni con carica negativa e positiva.
Si può stabilire che una corrente elettrica nei liquidi può verificarsi dopo un cambiamento nella composizione e proprietà chimica liquidi utilizzati. Ciò contraddice completamente la teoria della propagazione della corrente elettrica in altri modi quando si utilizza un conduttore metallico convenzionale.
Gli esperimenti di Faraday e l'elettrolisi
Il flusso di corrente elettrica nei liquidi è un prodotto del movimento di ioni carichi. I problemi associati all'emergere e alla propagazione della corrente elettrica nei liquidi hanno portato allo studio del famoso scienziato Michael Faraday. Con l'aiuto di numerosi studi pratici, è stato in grado di trovare prove che la massa di una sostanza rilasciata durante l'elettrolisi dipende dalla quantità di tempo e dall'elettricità. In questo caso, il tempo durante il quale sono stati effettuati gli esperimenti è importante.
Lo scienziato è stato anche in grado di scoprire che nel processo di elettrolisi, quando viene rilasciata una certa quantità di sostanza, è necessaria la stessa quantità di cariche elettriche. Questa quantità è stata accuratamente stabilita e fissata in un valore costante, chiamato numero di Faraday.
Nei liquidi, la corrente elettrica ha diverse condizioni di propagazione. Interagisce con le molecole d'acqua. Impediscono significativamente tutto il movimento degli ioni, che non è stato osservato negli esperimenti che utilizzano un conduttore metallico convenzionale. Ne consegue che la generazione di corrente durante le reazioni elettrolitiche non sarà così grande. Tuttavia, all'aumentare della temperatura della soluzione, la conduttività aumenta gradualmente. Ciò significa che la tensione della corrente elettrica è in aumento. Anche nel processo di elettrolisi, si è notato che la probabilità che una certa molecola decada in cariche ioniche negative o positive aumenta a causa di un largo numero molecole della sostanza o del solvente utilizzato. Quando la soluzione è satura di ioni in eccesso rispetto a una certa norma, si verifica il processo inverso. La conducibilità della soluzione ricomincia a diminuire.
Attualmente, il processo di elettrolisi ha trovato la sua applicazione in molti campi e campi della scienza e della produzione. Le imprese industriali lo utilizzano nella produzione o lavorazione del metallo. Le reazioni elettrochimiche sono coinvolte in:
- elettrolisi del sale;
- galvanica;
- lucidatura delle superfici;
- altri processi redox.
Corrente elettrica sotto vuoto e liquidi
La propagazione della corrente elettrica nei liquidi e in altri mezzi è un processo piuttosto complesso che ha le sue caratteristiche, caratteristiche e proprietà. Il fatto è che in tali mezzi non ci sono completamente cariche nei corpi, quindi sono solitamente chiamati dielettrici. L'obiettivo principale della ricerca era creare condizioni tali in cui atomi e molecole potessero iniziare il loro movimento e iniziare il processo di generazione di una corrente elettrica. Per questo, è consuetudine utilizzare meccanismi o dispositivi speciali. L'elemento principale di tali dispositivi modulari sono i conduttori sotto forma di piastre metalliche.
Per determinare i parametri principali della corrente, è necessario utilizzare teorie e formule note. La più comune è la legge di Ohm. Agisce come una caratteristica di ampere universale, in cui viene implementato il principio della dipendenza corrente-tensione. Ricordiamo che la tensione è misurata in unità di ampere.
Per gli esperimenti con acqua e sale, è necessario preparare una nave con acqua salata. Ciò fornirà una rappresentazione pratica e visiva dei processi che si verificano quando una corrente elettrica viene generata nei liquidi. Inoltre, l'installazione dovrebbe contenere elettrodi rettangolari e alimentatori. Per la preparazione su vasta scala per gli esperimenti, è necessario disporre di un'installazione di ampere. Aiuterà a condurre l'energia dall'alimentatore agli elettrodi.
Le piastre di metallo fungeranno da conduttori. Vengono immersi nel liquido utilizzato e quindi viene collegata la tensione. Il movimento delle particelle inizia immediatamente. Funziona in modo casuale. quando campo magnetico tra i conduttori sono ordinati tutti i processi di movimento delle particelle.
Gli ioni iniziano a cambiare carica e si combinano. Così i catodi diventano anodi e gli anodi diventano catodi. In questo processo, ci sono anche molti altri fattori importanti da considerare:
- livello di dissociazione;
- temperatura;
- resistenza elettrica;
- uso di corrente alternata o continua.
Alla fine dell'esperimento, sulle piastre si forma uno strato di sale.