Curentul de electroni în lichide
Într-un conductor de fier apare un curent electronic prin mișcarea dirijată a electronilor liberi și că, cu toate acestea, nu se produc modificări ale substanței din care este făcut conductorul.
Astfel de conductori, în care trecerea unui curent de electroni nu este însoțită de modificări chimice în substanța lor, se numesc conductoare de primul fel. Acestea includ toate metalele, cărbunele și o serie de alte substanțe.
Dar există și astfel de conductori de curent electronic în natură, în care fenomene chimice apar în timpul trecerii curentului. Acești conductori se numesc conductoare de al doilea fel. Acestea includ în principal diferite amestecuri de acizi, săruri și alcalii în apă.
Dacă turnați apă într-un vas de sticlă și adăugați câteva picături de acid sulfuric (sau alt acid sau alcalin), apoi luați două plăci de fier și atașați conductorii de ele coborând aceste plăci în vas și conectați un curent sursă la celelalte capete ale conductorilor printr-un întrerupător și un ampermetru, apoi gazul va fi eliberat din soluție, în timp ce acesta va dura continuu până când circuitul este închis. apa acidificată este într-adevăr un conductor. În plus, plăcile vor începe să fie acoperite cu bule de gaz. Apoi aceste bule se vor desprinde din farfurii și vor ieși.
Când un curent de electroni trece prin soluție, apar modificări chimice, în urma cărora se eliberează gaz.
Conductorii de al doilea fel se numesc electroliți, iar fenomenul care are loc într-un electrolit atunci când trece un curent electronic prin el este.
Plăcile de fier scufundate într-un electrolit se numesc electrozi; unul dintre ele, conectat la polul pozitiv al sursei de curent, se numește anod, iar celălalt, conectat la polul negativ, este catodul.
Care este motivul trecerii unui curent de electroni într-un conductor apos? Se dovedește că în astfel de amestecuri (electroliți), moleculele acide (alcaline, săruri) sub acțiunea unui solvent (în acest caz, apă) se descompun în două componente, în timp ce o parte a moleculei are o sarcină electronică pozitivă, iar cealaltă negativă.
Particulele unei molecule care au o sarcină electronică se numesc ioni. Când un acid, sare sau alcali este dizolvat în apă, în soluție apare o cantitate imensă de ioni încărcați atât pozitivi, cât și negativi.
Acum ar trebui să devină clar de ce un curent electronic a trecut prin soluție, deoarece s-a creat o diferență de potențial între electrozii conectați la sursa de curent, cu alte cuvinte, unul dintre ei s-a dovedit a fi încărcat pozitiv, iar celălalt negativ. Sub influența acestei diferențe de potențial, ionii pozitivi au început să se miște spre electrodul negativ - catod, iar ionii negativi - spre anod.
Astfel, mișcarea haotică a ionilor a devenit o contra-mișcare ordonată a ionilor încărcați negativ într-o direcție și a celor pozitivi în cealaltă. Acest proces de transfer de sarcină constituie fluxul curentului de electroni prin electrolit și are loc atâta timp cât există o diferență de potențial între electrozi. Odată cu dispariția diferenței de potențial, curentul prin electrolit se oprește, mișcarea ordonată a ionilor este perturbată și mișcarea haotică se instalează din nou.
Ca exemplu, luați în considerare fenomenul de electroliză atunci când un curent de electroni este trecut printr-o soluție de sulfat de cupru CuSO4 cu electrozi de cupru coborâți în ea.
Fenomenul de electroliză atunci când curentul trece printr-o soluție de sulfat de cupru: C - vas cu electrolit, B - sursă de curent, C - comutator
Va exista, de asemenea, o contra mișcare a ionilor către electrozi. Ionul pozitiv va fi ionul de cupru (Cu), iar ionul negativ va fi ionul rezidual acid (SO4). Ionii de cupru, la contactul cu catodul, vor fi descărcați (atașând electronii lipsă la ei înșiși), adică vor fi transformați în molecule neutre de cupru pur și depuși pe catod sub forma celui mai subțire strat (molecular).
Ionii negativi, ajungând la anod, sunt și ei descărcați (dau electroni în plus). Dar cu toate acestea, ei intră într-o reacție chimică cu cuprul anodului, în urma căreia o moleculă de cupru Cu este atașată de reziduul acid SO4 și apare o moleculă de sulfat de cupru CuS O4, care este returnată înapoi la electrolitul.
Pentru că acest proces chimic are loc perioadă lungă de timp, apoi cuprul este depus pe catod, care este eliberat din electrolit. Cu toate acestea, electrolitul, în locul moleculelor de cupru care au ajuns la catod, primește noi molecule de cupru datorită dizolvării celui de-al doilea electrod - anodul.
Același proces are loc dacă se iau electrozi de zinc în locul celor de cupru, iar electrolitul este o soluție de sulfat de zinc Zn SO4. Zincul va fi, de asemenea, transferat de la anod la catod.
In asa fel, diferența dintre curentul electronic din metale și conductorii aposi este că în metale singurii purtători de sarcină sunt electroni liberi, adică sarcini negative, în timp ce în electroliți electricitatea este transportată de particule de materie încărcate opus - ioni care se mișcă în direcții inverse. De aceea spun asta electroliții au conductivitate ionică.
Fenomenul electrolizei a fost descoperit în 1837 de B. S. Jacobi, care a creat nenumărate experimente privind studiul și îmbunătățirea surselor de curent chimic. Jacobi a descoperit că unul dintre electrozii plasați într-o soluție de sulfat de cupru, atunci când trece un curent de electroni prin el, este acoperit cu cupru.
Acest fenomen se numește galvanizare, găsește în acest moment un foarte mare uz practic. Un exemplu în acest sens este acoperirea obiectelor de fier cu un strat subțire de alte metale, adică placarea cu nichel, aurirea, placarea cu argint etc.
Gazele (inclusiv aerul) nu conduc curentul de electroni în condiții normale. De exemplu, firele goale ale liniilor aeriene, fiind suspendate paralel unele cu altele, sunt izolate unele de altele printr-un strat de aer.
Dar sub influența celei mai ridicate temperaturi, a unei diferențe mari de potențial și a altor circumstanțe, gazele, precum conductoarele apoase, ionizează, adică în ele apar particule de molecule de gaz în cantități mari, care, fiind purtători de electricitate, facilitează trecerea curent de electroni prin gaz.
Dar, în același timp, ionizarea unui gaz diferă de ionizarea unui conductor apos. Dacă în apă o moleculă se descompune în două părți încărcate, atunci în gaze, sub acțiunea ionizării, electronii sunt întotdeauna separați de fiecare moleculă și un ion rămâne sub forma unei părți încărcate pozitiv a moleculei.
De îndată ce ionizarea unui gaz este completă, acesta încetează să mai fie conductiv, în timp ce un lichid rămâne întotdeauna conductor de curent electronic. După cum urmează, conductivitatea unui gaz este un fenomen temporar, în funcție de acțiunea circumstanțelor externe.
Dar există un alt tip de descărcare numită descărcare cu arc sau doar un arc electronic. Fenomenul arcului electronic a fost descoperit la începutul secolului al XIX-lea de către primul inginer electric rus V. V. Petrov.
V. V. Petrov, făcând nenumărate experimente, a constatat că între 2 cărbuni conectați la o sursă de curent apare o descărcare electronică continuă prin aer, însoțită de o lumină puternică. În propriile sale scrieri, V. V. Petrov a scris că, cu toate acestea, „pacea neagră poate fi destul de puternic iluminată”. Așadar, pentru prima dată a fost obținută lumină electronică, care a fost de fapt folosită de un alt electronist rus Pavel Nikolaevich Yablochkov.
„Lumânarea lui Yablochkov”, a cărei lucrare se bazează pe utilizarea unui arc electronic, a făcut o adevărată revoluție în inginerie electrică în acele vremuri.
Descărcarea cu arc este folosită ca sursă de lumină în zilele noastre, de exemplu, în proiectoare și proiectoare. Cea mai ridicată temperatură a arcului de descărcare îi permite să fie utilizat pentru construcția unui cuptor cu arc. În prezent, cuptoarele cu arc alimentate cu un curent foarte mare sunt utilizate într-o serie de industrii: pentru topirea oțelului, fontei, feroaliajelor, bronzului etc. Și în 1882, N. N. Benardos a folosit pentru prima dată o descărcare cu arc pentru tăierea și sudarea metalului.
În tuburi de gaz, lămpi fluorescente, stabilizatoare de tensiune, pentru a obține fascicule electrice și ionice, așa-numitele descărcare de gaz strălucitor.
Descărcarea scânteii este folosită pentru a măsura diferențe uriașe de potențial cu ajutorul unui eclator sferic, ai cărui electrozi sunt două bile de fier cu o suprafață lustruită. Bilele sunt îndepărtate și li se aplică o diferență de potențial măsurată. Apoi bilele sunt aduse împreună până când o scânteie sare între ele. Cunoscând diametrul bilelor, distanța dintre ele, presiunea, temperatura și umiditatea aerului, găsesc diferența de potențial dintre bile conform tabelelor speciale. În acest fel, se poate determina, cu o precizie de câteva procente, o diferență de potențial de ordinul a 10 mii de volți.
Asta este tot pentru acum. Ei bine, dacă doriți să aflați mai multe, vă recomand să fiți atenți la CD-ul lui Misha Vanyushin:
„Despre electricitate pentru începători în format video pe DVD”
Lichidele, ca și solidele, pot fi conductori, semiconductori și dielectrici. În această lecție, ne vom concentra asupra conductoarelor lichide. Și nu despre lichide cu conductivitate electronică (metale topite), ci despre conductoare lichide de al doilea fel (soluții și topituri de săruri, acizi, baze). Tipul de conductivitate a unor astfel de conductori este ionic.
Definiție. Conductorii de al doilea fel sunt acei conductori în care procesele chimice au loc atunci când curge curent.
Pentru o mai bună înțelegere a procesului de conducere a curentului în lichide se poate prezenta următorul experiment: Doi electrozi conectați la o sursă de curent au fost plasați într-o baie de apă, un bec poate fi luat ca indicator de curent în circuit. Dacă închideți un astfel de circuit, lampa nu se va arde, ceea ce înseamnă că nu există curent, ceea ce înseamnă că există o întrerupere în circuit, iar apa în sine nu conduce curentul. Dar dacă pui o anumită cantitate de sare în baie și repeți circuitul, lumina se va aprinde. Aceasta înseamnă că purtătorii de încărcare liberă, în acest caz ionii, au început să se deplaseze în baie între catod și anod (Fig. 1).
Orez. 1. Schema experienței
Conductibilitatea electroliților
De unde vin taxele gratuite în al doilea caz? După cum sa menționat într-una dintre lecțiile anterioare, unele dielectrice sunt polare. Apa are exact aceleași molecule polare (Fig. 2).
Orez. 2. Polaritatea moleculei de apă
Când se adaugă sare în apă, moleculele de apă sunt orientate în așa fel încât polii lor negativi să fie aproape de sodiu, pozitivi - aproape de clor. Ca rezultat al interacțiunilor dintre sarcini, moleculele de apă descompun moleculele de sare în perechi de ioni opuși. Ionul de sodiu are sarcină pozitivă, ionul de clor are sarcină negativă (Fig. 3). Acești ioni se vor deplasa între electrozi sub acțiunea câmp electric.
Orez. 3. Schema de formare a ionilor liberi
Când ionii de sodiu se apropie de catod, acesta primește electronii lipsă, în timp ce ionii de clorură îi renunță pe ai lor când ajung la anod.
Electroliză
Deoarece fluxul de curent în lichide este asociat cu transferul de materie, cu un astfel de curent are loc procesul de electroliză.
Definiție. Electroliza este un proces asociat cu reacții redox în care o substanță este eliberată la electrozi.
Substanțele care, ca urmare a unei astfel de scindari, asigură conductivitate ionică se numesc electroliți. Acest nume a fost propus de fizicianul englez Michael Faraday (Fig. 4).
Electroliza face posibilă obținerea de substanțe într-o formă suficient de pură din soluții, de aceea este folosită pentru a obține materiale rare, precum sodiu, calciu... în forma sa pură. Aceasta este ceea ce se numește metalurgie electrolitică.
legile lui Faraday
În prima lucrare despre electroliză din 1833, Faraday și-a prezentat cele două legi ale electrolizei. În primul, a fost vorba despre masa substanței eliberate pe electrozi:
Prima lege a lui Faraday spune că această masă este proporțională cu sarcina trecută prin electrolit:
Aici rolul coeficientului de proporționalitate îl joacă cantitatea - echivalentul electrochimic. Aceasta este o valoare tabelară care este unică pentru fiecare electrolit și este a acestuia caracteristica principala. Dimensiunea echivalentului electrochimic:
Semnificația fizică a echivalentului electrochimic este masa eliberată pe electrod atunci când cantitatea de electricitate din 1 C trece prin electrolit.
Dacă vă amintiți formulele din tema curentului continuu:
Atunci putem reprezenta prima lege a lui Faraday sub forma:
A doua lege a lui Faraday se referă în mod direct la măsurarea echivalentului electrochimic prin alte constante pentru un anumit electrolit:
Aici: este masa molară a electrolitului; - sarcina elementara; - valența electrolitului; este numărul lui Avogadro.
Valoarea se numește echivalentul chimic al electrolitului. Adică, pentru a cunoaște echivalentul electrochimic, este suficient să cunoaștem echivalentul chimic, componentele rămase ale formulei sunt constante mondiale.
Pe baza celei de-a doua legi a lui Faraday, prima lege poate fi reprezentată astfel:
Faraday a propus terminologia acestor ioni pe baza electrodului la care se deplasează. Ionii pozitivi se numesc cationi deoarece se deplasează spre catodul încărcat negativ, sarcinile negative se numesc anioni pe măsură ce se deplasează spre anod.
Acțiunea de mai sus a apei de a rupe o moleculă în doi ioni se numește disociere electrolitică.
Pe lângă soluții, topiturile pot fi și conductori de al doilea fel. În acest caz, prezența ionilor liberi se realizează prin faptul că la temperatura ridicataÎncep mișcări și vibrații moleculare foarte active, în urma cărora moleculele sunt distruse în ioni.
Aplicarea practică a electrolizei
Prima aplicare practică a electrolizei a avut loc în 1838 de către omul de știință rus Jacobi. Cu ajutorul electrolizei, a primit o impresie de figuri pentru Catedrala Sf. Isaac. Această aplicare a electrolizei se numește galvanizare. Un alt domeniu de aplicare este galvanizarea - acoperirea unui metal cu altul (cromare, nichelare, aurire etc., Fig. 5)
- Fatyf.narod.ru ().
- ChemiK ().
- Ens.tpu.ru ().
Teme pentru acasă
- Ce sunt electroliții?
- Care sunt cele două fundamentale tipuri diferite lichide în care poate circula un curent electric?
- Care sunt posibilele mecanisme de formare a purtătorilor de taxe gratuite?
- *De ce masa eliberată pe electrod este proporțională cu sarcina?
« Fizica - Clasa 10 "
Care sunt purtătorii de curent electric în vid?
Care este natura mișcării lor?
Lichide, cum ar fi corpuri solide, pot fi dielectrici, conductori și semiconductori. Dielectricii includ apa distilată, conductorii - soluții și topituri de electroliți: acizi, alcalii și săruri. Semiconductori lichizi sunt seleniu topit, topituri de sulfuri etc.
disociere electrolitică.
Când electroliții sunt dizolvați sub influența câmpului electric al moleculelor polare de apă, moleculele de electroliți se descompun în ioni.
Dezintegrarea moleculelor în ioni sub influența câmpului electric al moleculelor de apă polară se numește disocierea electrolitică.
Gradul de disociere- proporția de molecule din substanța dizolvată care s-au degradat în ioni.
Gradul de disociere depinde de temperatură, concentrația soluției și proprietățile electrice ale solventului.
Odată cu creșterea temperaturii, gradul de disociere crește și, în consecință, crește concentrația ionilor încărcați pozitiv și negativ.
Ionii de diferite semne, atunci când se întâlnesc, se pot uni din nou în molecule neutre.
În condiții constante, în soluție se stabilește un echilibru dinamic, la care numărul de molecule care se descompun în ioni pe secundă este egal cu numărul de perechi de ioni care se recombină în molecule neutre în același timp.
Conducție ionică.
Purtătorii de sarcină în soluții apoase sau topituri de electroliți sunt ioni încărcați pozitiv și negativ.
Dacă un vas cu o soluție de electrolit este inclus într-un circuit electric, atunci ionii negativi vor începe să se miște spre electrodul pozitiv - anod și pozitiv - spre catodul negativ. Ca rezultat, un curent electric va curge prin circuit.
Conductivitate solutii apoase sau topirea electroliților, care este realizată de ioni, se numește conductivitate ionică.
Electroliză. Cu conductivitatea ionică, trecerea curentului este asociată cu transferul de materie. Pe electrozi sunt eliberate substanțe care alcătuiesc electroliții. La anod, ionii încărcați negativ își donează electronii suplimentari (în chimie acest lucru se numește reacție oxidativă), iar la catod, ionii pozitivi primesc electronii lipsă (reacție de reducere).
Lichidele pot avea și conductivitate electronică. O astfel de conductivitate este deținută, de exemplu, de metalele lichide.
Procesul de eliberare a unei substanțe la electrod, asociat cu reacții redox, se numește electroliză.
Ce determină masa unei substanțe eliberată într-un timp dat? În mod evident, masa m a substanței eliberate este egală cu produsul dintre masa m 0i a unui ion cu numărul N i de ioni care au ajuns la electrod în timpul Δt:
m = m 0i N i . (16,3)
Masa ionilor m 0i este:
unde M este masa molară (sau atomică) a substanței și NA este constanta Avogadro, adică numărul de ioni dintr-un mol.
Numărul de ioni care ajung la electrod este
unde Δq = IΔt este sarcina trecută prin electrolit în timpul Δt; q 0i este sarcina ionului, care este determinată de valența n a atomului: q 0i \u003d ne (e este sarcina elementară). În timpul disocierii moleculelor, de exemplu KBr, constând din atomi monovalenți (n = 1), apar ioni K + și Br -. Disociarea moleculelor de sulfat de cupru duce la apariția ionilor de Cu 2+ și SO 2-4 încărcați dublu (n = 2). Înlocuind expresiile (16.4) și (16.5) în formula (16.3) și ținând cont că Δq = IΔt, a q 0i = ne, obținem
legea lui Faraday.
Să notăm cu k coeficientul de proporționalitate dintre masa m a substanței și sarcina Δq = IΔt care trece prin electrolit:
unde F \u003d eN A \u003d 9,65 10 4 C / mol - constanta Faraday.
Coeficientul k depinde de natura substanței (valorile lui M și n). Conform formulei (16.6) avem
m = kIΔt. (16,8)
Legea electrolizei lui Faraday:
Masa substanței eliberată pe electrod în timpul Δt. în timpul trecerii curentului electric, este proporțională cu puterea curentului și cu timpul.
Această afirmație, obținută teoretic, a fost stabilită pentru prima dată experimental de Faraday.
Se numește valoarea k din formula (16.8). echivalent electrochimic substanță dată și exprimată în kilograme per pandantiv(kg/C).
Din formula (16.8) se poate observa că coeficientul k este numeric egal cu masa substanţa eliberată pe electrozi în timpul transferului unei sarcini egale cu 1 C de către ioni.
Echivalentul electrochimic are un simplu sens fizic. Deoarece M / N A \u003d m 0i și en \u003d q 0i, atunci conform formulei (16.7) k \u003d rn 0i / q 0i, adică k este raportul dintre masa ionului și sarcina sa.
Măsurând valorile lui m și Δq, se pot determina echivalenții electrochimici ai diferitelor substanțe.
Puteți verifica validitatea legii lui Faraday prin experiență. Să asamblam instalația prezentată în Figura (16.25). Toate cele trei băi electrolitice sunt umplute cu aceeași soluție de electrolit, dar curenții care trec prin ele sunt diferiți. Să notăm puterea curenților prin I1, I2, I3. Atunci I 1 = I 2 + I 3 . Măsurând masele m 1 , m 2 , m 3 ale substanţelor eliberate pe electrozi în diferite băi se poate asigura că acestea sunt proporţionale cu curenţii corespunzători I 1 , I 2 , I 3 .
Determinarea sarcinii electronilor.
Formula (16.6) pentru masa substanței eliberate pe electrod poate fi utilizată pentru a determina sarcina electronului. Din această formulă rezultă că modulul de încărcare a electronilor este egal cu:
Cunoscând masa m a substanței eliberate în timpul trecerii sarcinii IΔt, Masă molară M, valența a n atomi și constanta Avogadro N A, puteți găsi valoarea modulului de încărcare a electronilor. Se dovedește a fi egal cu e = 1,6 10 -19 C.
În acest fel, valoarea sarcinii electrice elementare a fost obținută pentru prima dată în 1874.
Aplicarea electrolizei. Electroliza este utilizată pe scară largă în inginerie în diverse scopuri. Acoperiți electrolitic suprafața unui metal cu un strat subțire al altuia ( placare cu nichel, placare cu crom, placare cu aur etc.). Acest strat durabil protejează suprafața împotriva coroziunii. Dacă se asigură o bună exfoliere a stratului electrolitic de pe suprafața pe care este depus metalul (acest lucru se realizează, de exemplu, prin aplicarea de grafit pe suprafață), atunci se poate obține o copie de pe suprafața în relief.
Procesul de obținere a acoperirilor decojite - electrotip- a fost dezvoltat de omul de știință rus B. S. Jacobi (1801-1874), care în 1836 a aplicat această metodă pentru a realiza figuri goale pentru Catedrala Sf. Isaac din Sankt Petersburg.
Anterior, în industria tipografică, din matrice se obțineau copii de pe o suprafață în relief (stereotipuri) (o amprentă a unui set pe un material plastic), pentru care pe matrice se depunea un strat gros de fier sau altă substanță. Acest lucru a făcut posibilă reproducerea setului în numărul necesar de copii.
Electroliza elimină impuritățile din metale. Astfel, cuprul brut obținut din minereu este turnat sub formă de foi groase, care sunt apoi puse într-o baie ca anozi. În timpul electrolizei, cuprul anodului se dizolvă, impuritățile care conțin metale valoroase și rare cad la fund, iar cuprul pur se depune pe catod.
Aluminiul se obține din bauxita topită prin electroliză. Această metodă de obținere a aluminiului a fost cea care l-a făcut ieftin și, alături de fier, cea mai comună în tehnologie și viața de zi cu zi.
Cu ajutorul electrolizei, se obțin plăci de circuite electronice, care servesc drept bază pentru toate produsele electronice. Pe dielectric este lipită o placă subțire de cupru, pe care se aplică un model complex de fire de legătură cu o vopsea specială. Apoi placa este plasată într-un electrolit, unde sunt gravate zonele stratului de cupru care nu sunt acoperite cu vopsea. După aceea, vopseaua este spălată, iar detaliile microcircuitului apar pe placă.
Toată lumea este familiarizată cu definiția curentului electric. Este reprezentată ca o mișcare direcționată a particulelor încărcate. O astfel de mișcare în medii diferite are diferențe fundamentale. Ca exemplu de bază al acestui fenomen, ne putem imagina fluxul și propagarea curentului electric în lichide. Astfel de fenomene se caracterizează prin proprietăți diferite și sunt foarte diferite de mișcarea ordonată a particulelor încărcate, care are loc în condiții normale, nu sub influența diferitelor lichide.
Poza 1. Electricitateîn lichide. Autor24 - schimb online de lucrări ale studenților
Formarea curentului electric în lichide
În ciuda faptului că procesul de conducere a curentului electric se realizează cu ajutorul dispozitivelor metalice (conductoare), curentul din lichide depinde de mișcarea ionilor încărcați care au dobândit sau au pierdut astfel de atomi și molecule dintr-un anumit motiv. Un indicator al unei astfel de mișcări este o modificare a proprietăților unei anumite substanțe, unde trec ionii. Astfel, este necesar să ne bazăm pe definiția de bază a curentului electric pentru a forma un concept specific de formare a curentului în diferite lichide. Se determină că descompunerea ionilor încărcați negativ contribuie la deplasarea în regiunea sursei de curent cu valori pozitive. Ionii încărcați pozitiv în astfel de procese se vor deplasa în direcția opusă - către o sursă de curent negativă.
Conductoarele lichide sunt împărțite în trei tipuri principale:
- semiconductori;
- dielectrice;
- conductoare.
Definiția 1
Disocierea electrolitică este procesul de descompunere a moleculelor unei anumite soluții în ioni încărcați negativi și pozitivi.
Se poate stabili că un curent electric în lichide poate apărea după o modificare a compoziţiei şi proprietate chimică lichide folosite. Acest lucru contrazice complet teoria propagării curentului electric în alte moduri atunci când se utilizează un conductor metalic convențional.
Experimentele lui Faraday și electroliza
Fluxul curentului electric în lichide este un produs al mișcării ionilor încărcați. Problemele asociate cu apariția și propagarea curentului electric în lichide au condus la studiul celebrului om de știință Michael Faraday. Cu ajutorul a numeroase studii practice, el a reușit să găsească dovezi că masa unei substanțe eliberată în timpul electrolizei depinde de cantitatea de timp și de electricitate. În acest caz, timpul în care au fost efectuate experimentele este important.
Omul de știință a putut afla, de asemenea, că în procesul de electroliză, atunci când o anumită cantitate de substanță este eliberată, este nevoie de aceeași cantitate de sarcini electrice. Această cantitate a fost stabilită cu precizie și fixată într-o valoare constantă, care a fost numită numărul Faraday.
În lichide, curentul electric are diferite condiții de propagare. Interacționează cu moleculele de apă. Ele împiedică în mod semnificativ toată mișcarea ionilor, ceea ce nu a fost observat în experimentele folosind un conductor metalic convențional. De aici rezultă că generarea de curent în timpul reacțiilor electrolitice nu va fi atât de mare. Cu toate acestea, pe măsură ce temperatura soluției crește, conductivitatea crește treptat. Aceasta înseamnă că tensiunea curentului electric este în creștere. De asemenea, în procesul de electroliză, s-a observat că probabilitatea ca o anumită moleculă să se descompună în sarcini ionice negative sau pozitive crește datorită un numar mare moleculele substanței sau solventului utilizat. Când soluția este saturată cu ioni peste o anumită normă, are loc procesul invers. Conductivitatea soluției începe să scadă din nou.
În prezent, procesul de electroliză și-a găsit aplicarea în multe domenii și domenii ale științei și în producție. Întreprinderile industriale îl folosesc în producția sau prelucrarea metalului. Reacțiile electrochimice sunt implicate în:
- electroliza sării;
- galvanizare;
- lustruirea suprafetelor;
- alte procese redox.
Curentul electric în vid și lichide
Propagarea curentului electric în lichide și alte medii este un proces destul de complex, care are propriile caracteristici, caracteristici și proprietăți. Faptul este că în astfel de medii nu există complet încărcături în corpuri, prin urmare ele se numesc de obicei dielectrice. Scopul principal al cercetării a fost acela de a crea astfel de condiții în care atomii și moleculele să își poată începe mișcarea și a început procesul de generare a curentului electric. Pentru aceasta, se obișnuiește să se utilizeze mecanisme sau dispozitive speciale. Elementul principal al unor astfel de dispozitive modulare sunt conductorii sub formă de plăci metalice.
Pentru a determina principalii parametri ai curentului, este necesar să se utilizeze teorii și formule cunoscute. Cea mai comună este legea lui Ohm. Acționează ca o caracteristică universală a amperului, unde este implementat principiul dependenței curent-tensiune. Amintiți-vă că tensiunea se măsoară în unități de amperi.
Pentru experimente cu apă și sare, este necesar să pregătiți un vas cu apă sărată. Acest lucru va oferi o reprezentare practică și vizuală a proceselor care au loc atunci când un curent electric este generat în lichide. De asemenea, instalația trebuie să conțină electrozi dreptunghiulari și surse de alimentare. Pentru pregătirea la scară largă pentru experimente, trebuie să aveți o instalație de amperi. Acesta va ajuta la conducerea energiei de la sursa de alimentare la electrozi.
Plăcile metalice vor acționa ca conductoare. Ele sunt scufundate în lichidul folosit și apoi tensiunea este conectată. Mișcarea particulelor începe imediat. Se rulează la întâmplare. Când camp magneticîntre conductoare sunt ordonate toate procesele de mișcare a particulelor.
Ionii încep să schimbe încărcăturile și să se combine. Astfel catozii devin anozi, iar anozii devin catozi. În acest proces, există și câțiva alți factori importanți de luat în considerare:
- nivelul de disociere;
- temperatura;
- rezistență electrică;
- utilizarea curentului alternativ sau continuu.
La sfârșitul experimentului, pe farfurii se formează un strat de sare.