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 sunt caracterizate de proprietăți diferite și sunt foarte diferite de mișcarea ordonată a particulelor încărcate, care are loc în condiții normale, nu sub influența diferitelor lichide.

Figura 1. Curentul electric în 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 - la 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 compoziției și proprietăților chimice ale lichidelor utilizate. 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 eliberate 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 din cauza numărului mare de molecule ale 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, de aceea sunt denumite de obicei dielectrici. Scopul principal al cercetării a fost crearea unor 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. Aceasta 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 apare un câmp magnetic între conductori, întregul proces de mișcare a particulelor este ordonat.

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.

Absolut toată lumea știe că lichidele pot conduce perfect energia electrică. Și este, de asemenea, un fapt binecunoscut că toți conductorii sunt împărțiți în mai multe subgrupe în funcție de tipul lor. Ne propunem să luăm în considerare în articolul nostru modul în care se realizează un curent electric în lichide, metale și alți semiconductori, precum și legile electrolizei și tipurile acesteia.

Teoria electrolizei

Pentru a înțelege mai ușor ce este în joc, ne propunem să începem cu teoria că electricitatea, dacă considerăm o sarcină electrică ca un fel de lichid, este cunoscută de mai bine de 200 de ani. Sarcinile sunt formate din electroni individuali, dar aceștia sunt atât de mici încât orice sarcină mare se comportă ca un flux continuu, un lichid.

La fel ca corpurile de tip solid, conductoarele lichide pot fi de trei tipuri:

• semiconductori (seleniu, sulfuri și altele);
• dielectrici (soluții alcaline, săruri și acizi);
• conductoare (să zicem, într-o plasmă).

Procesul în care electroliții se dizolvă și ionii se dezintegrează sub influența unui câmp molar electric se numește disociere. La rândul său, proporția de molecule care s-au degradat în ioni, sau ionii degradați într-un dizolvat, depinde în întregime de proprietățile fizice și de temperatura diferiților conductori și topituri. Asigurați-vă că rețineți că ionii se pot recombina sau recombina. Dacă condițiile nu se schimbă, atunci numărul de ioni degradați și uniți va fi la fel de proporțional.

În electroliți, ionii conduc energia, deoarece. pot fi atât particule încărcate pozitiv, cât și negative. În timpul conectării lichidului (sau mai degrabă, vasul cu lichid la rețea), va începe mișcarea particulelor la sarcini opuse (ionii pozitivi vor începe să fie atrași de catozi, iar ionii negativi de anozi). În acest caz, energia este transportată direct de ioni, astfel încât acest tip de conducție se numește ionic.

În timpul acestui tip de conducție, curentul este transportat de ioni și substanțele sunt eliberate la electrozi care sunt constituenți ai electroliților. Din punct de vedere chimic, apar oxidarea și reducerea. Astfel, curentul electric din gaze și lichide este transportat prin electroliză.

Legile fizicii și curentul în lichide

Electricitatea din casele și aparatele noastre de obicei nu este transmisă prin fire metalice. Într-un metal, electronii se pot deplasa de la atom la atom și astfel poartă o sarcină negativă.

Ca și lichidele, ele sunt antrenate sub formă de tensiune electrică, cunoscută sub numele de tensiune, măsurată în unități de volți, după omul de știință italian Alessandro Volta.

Video: Curent electric în lichide: o teorie completă

De asemenea, curentul electric trece de la tensiune înaltă la tensiune joasă și este măsurat în unități cunoscute sub numele de amperi, numite după André-Marie Ampère. Și conform teoriei și formulei, dacă creșteți tensiunea, atunci și puterea acesteia va crește proporțional. Această relație este cunoscută sub numele de legea lui Ohm. De exemplu, caracteristica curentului virtual este mai jos.

Figura: curent versus tensiune

Legea lui Ohm (cu detalii suplimentare despre lungimea și grosimea firului) este de obicei unul dintre primele lucruri predate la orele de fizică și, prin urmare, mulți studenți și profesori văd curentul electric în gaze și lichide ca o lege de bază în fizică.

Pentru a vedea cu ochii tăi mișcarea sarcinilor, trebuie să pregătiți un balon cu apă sărată, electrozi dreptunghiulari plat și surse de alimentare, veți avea nevoie și de o instalație de ampermetru, cu ajutorul căreia energia va fi condusă de la putere. alimentarea electrozilor.

Model: Curent și sare

Plăcile care acționează ca conductoare trebuie coborâte în lichid și tensiunea pornită. După aceea, va începe mișcarea haotică a particulelor, dar ca după apariția unui câmp magnetic între conductori, acest proces va fi ordonat.

De îndată ce ionii încep să schimbe sarcinile și să se combine, anozii devin catozi, iar catozii devin anozi. Dar aici trebuie să țineți cont de rezistența electrică. Desigur, curba teoretică joacă un rol important, dar influența principală este temperatura și nivelul de disociere (în funcție de ce purtători sunt aleși) și dacă se alege curent alternativ sau curent continuu. Terminând acest studiu experimental, puteți observa că pe corpurile solide (plăci metalice) s-a format un strat subțire de sare.

Electroliza și vid

Curentul electric în vid și lichide este o problemă destul de complicată. Cert este că în astfel de medii nu există încărcături în corpuri, ceea ce înseamnă că este un dielectric. Cu alte cuvinte, scopul nostru este să creăm condiții astfel încât un atom al unui electron să își poată începe mișcarea.

Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați un dispozitiv modular, conductori și plăci metalice, apoi procedați ca în metoda de mai sus.

Conductoare și vid Caracteristica curentului în vid

Aplicarea electrolizei

Acest proces este aplicat în aproape toate domeniile vieții. Chiar și cea mai elementară lucrare necesită uneori intervenția unui curent electric în lichide, să zicem,

Cu ajutorul acestui proces simplu, corpurile solide sunt acoperite cu cel mai subțire strat din orice metal, de exemplu, placarea cu nichel sau cromarea. aceasta este una dintre modalitățile posibile de combatere a proceselor de coroziune. Tehnologii similare sunt folosite la fabricarea transformatoarelor, contoarelor și a altor aparate electrice.

Sperăm că rațiunea noastră a răspuns la toate întrebările care apar atunci când studiem fenomenul curentului electric în lichide. Dacă aveți nevoie de răspunsuri mai bune, vă sfătuim să vizitați forumul electricienilor, unde veți fi bucuroși să vă consultați gratuit.

« Fizica - clasa a 10-a "

Care sunt purtătorii de curent electric în vid?
Care este natura mișcării lor?

Lichidele, ca și solidele, pot fi dielectrice, 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.

Conductivitatea soluțiilor apoase sau a topiturii 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, aceasta se numește reacție oxidativă), iar la catod, ionii pozitivi câștigă 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 substanței eliberate pe electrozi în timpul transferului unei sarcini de 1 C de către ioni.

Echivalentul electrochimic are o semnificație fizică simplă. 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, masa molară M, valența a n atomi și constanta Avogadro N A, se poate afla valoarea modulului de sarcină 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.

Raport pe subiect:

Electricitate

în lichide

(electroliți)

Electroliză

legile lui Faraday

sarcina electrica elementara

elevilor 8 al clasă « B »

L oginova M arii DAR ndreevny

Moscova 2003

Scoala nr 91

Introducere

O mulțime de lucruri din viața noastră sunt legate de conductivitatea electrică a soluțiilor de săruri din apă (electroliți). De la prima bătaie a inimii („vie” electricitate în corpul uman, care este 80% apă) până la mașini de pe stradă, jucători și telefoane mobile (o parte integrantă a acestor dispozitive sunt „baterii” - baterii electrochimice și diferite baterii - din plumb -acid în mașini până la polimerul de litiu în cele mai scumpe telefoane mobile). În cuve uriașe care fumează cu vapori otrăvitori, aluminiul este obținut prin electroliză din bauxită topită la o temperatură uriașă - metalul „înaripat” pentru avioane și cutii pentru Fanta. Totul în jur - de la grila de radiator cromat a unei mașini străine până la un cercel placat cu argint în ureche - a întâlnit vreodată o soluție sau sare topită și, prin urmare, un curent electric în lichide. Nu e de mirare că acest fenomen este studiat de o întreagă știință - electrochimia. Dar acum suntem mai interesați de fundamentele fizice ale acestui fenomen.

curent electric în soluție. electroliti

Din lecțiile de fizică din clasa a VIII-a știm că sarcina din conductori (metale) este purtată de electroni încărcați negativ.

Mișcarea ordonată a particulelor încărcate se numește curent electric.

Dar dacă asamblam dispozitivul (cu electrozi de grafit):

atunci ne vom asigura că acul ampermetrului deviază - curentul curge prin soluție! Care sunt particulele încărcate în soluție?

În 1877, omul de știință suedez Svante Arrhenius, studiind conductivitatea electrică a soluțiilor diferitelor substanțe, a ajuns la concluzia că este cauzată de ionii care se formează atunci când sarea se dizolvă în apă. Când este dizolvată în apă, molecula de CuSO 4 se descompune (se disociază) în doi ioni încărcați diferit - Cu 2+ și SO 4 2-. Simplificate, procesele în derulare pot fi reflectate în următoarea formulă:

CuSO 4 ÞCu 2+ +SO 4 2-

Conduce soluții de curent electric de săruri, alcaline, acizi.

Substanțele ale căror soluții conduc electricitatea se numesc electroliți.

Soluțiile de zahăr, alcool, glucoză și alte substanțe nu conduc electricitatea.

Substanțele ale căror soluții nu conduc electricitatea se numesc neelectroliți.

Disocierea electrolitică

Procesul de descompunere a unui electrolit în ioni se numește disociere electrolitică.

S. Arrhenius, care a aderat la teoria fizică a soluțiilor, nu a ținut cont de interacțiunea electrolitului cu apa și a crezut că ionii liberi sunt prezenți în soluții. În schimb, chimiștii ruși I. A. Kablukov și V. A. Kistyakovsky au aplicat teoria chimică a lui D. I. Mendeleev pentru a explica disocierea electrolitică și au demonstrat că atunci când electrolitul este dizolvat, are loc interacțiunea chimică a solutului cu apa, ceea ce duce la formarea de hidrați și apoi se disociază în ioni. Ei credeau că în soluții nu există ioni liberi, nu „goli”, ci hidratați, adică „îmbrăcați într-o haină de blană” de molecule de apă. Prin urmare, disocierea moleculelor de electroliți are loc în următoarea secvență:

a) orientarea moleculelor de apă în jurul polilor unei molecule de electrolit

b) hidratarea moleculei de electrolit

c) ionizarea acestuia

d) descompunerea acestuia în ioni hidratați

În raport cu gradul de disociere electrolitică, electroliții sunt împărțiți în puternici și slabi.

- Electroliți puternici- cele care, la dizolvare, se disociază aproape complet.

Valoarea lor a gradului de disociere tinde spre unitate.

- Electroliți slabi- cele care, la dizolvare, aproape că nu se disociază. Gradul lor de disociere tinde spre zero.

De aici concluzionăm că purtătorii de sarcină electrică (purtători de curent electric) din soluțiile de electroliți nu sunt electroni, ci încărcați pozitiv și negativ. ioni hidratați .

Dependența de temperatură a rezistenței electroliților

Când temperatura crește se facilitează procesul de disociere, se măreşte mobilitatea ionilor şi rezistența la electroliți scade .

catod și anod. Cationi și anioni

Dar ce se întâmplă cu ionii sub influența unui curent electric?

Să revenim la dispozitivul nostru:

În soluție, CuSO 4 disociat în ioni - Cu 2+ și SO 4 2-. ion încărcat pozitiv Cu2+ (cation) atras de un electrod încărcat negativ catod, unde primește electronii lipsă și se reduce la cupru metalic - o substanță simplă. Dacă scoateți catodul din dispozitiv după ce ați trecut prin soluția curentă, atunci este ușor să observați o acoperire roșie-roșie - acesta este cuprul metalic.

Prima lege a lui Faraday

Putem afla cât de mult cupru a fost eliberat? Cântărind catodul înainte și după experiment, se poate determina cu precizie masa metalului depus. Măsurătorile arată că masa substanței eliberate pe electrozi depinde de puterea curentului și de timpul de electroliză:

unde K este factorul de proporționalitate, numit și echivalent electrochimic .

În consecință, masa substanței eliberate este direct proporțională cu puterea curentului și cu timpul electrolizei. Dar curentul de-a lungul timpului (conform formulei):

există o taxă.

Asa de, masa substanței eliberată la electrod este proporțională cu sarcina sau cu cantitatea de electricitate care a trecut prin electrolit.

M=K´q

Această lege a fost descoperită experimental în 1843 de omul de știință englez Michael Faraday și se numește Prima lege a lui Faraday .

A doua lege a lui Faraday

Și care este echivalentul electrochimic și de ce depinde acesta? La această întrebare a răspuns și Michael Faraday.

Pe baza a numeroase experimente, a ajuns la concluzia că această valoare este caracteristică fiecărei substanțe. Deci, de exemplu, în timpul electrolizei unei soluții de lapis (nitrat de argint AgNO 3), 1 pandantiv eliberează 1,1180 mg de argint; exact aceeași cantitate de argint este eliberată în timpul electrolizei cu o încărcătură de 1 pandantiv din orice sare de argint. În timpul electrolizei unei sări a altui metal, 1 pandantiv eliberează o cantitate diferită din acest metal. Prin urmare , echivalentul electrochimic al unei substanțe este masa acestei substanțe eliberată în timpul electrolizei de 1 coulomb de electricitate care curge printr-o soluție . Iată valorile sale pentru unele substanțe:

Substanţă	K în mg/k
Ag (argint)
H (hidrogen)

Din tabel vedem că echivalenții electrochimici ai diferitelor substanțe sunt semnificativ diferiți unul de celălalt. De ce proprietăți ale unei substanțe depinde valoarea echivalentului său electrochimic? Răspunsul la această întrebare este A doua lege a lui Faraday :

Echivalenții electrochimici ai diferitelor substanțe sunt proporționale cu greutățile lor atomice și invers proporționale cu numerele care exprimă valența lor chimică.

n - valență

A - greutatea atomică

- se numeste echivalentul chimic al acestei substante

- coeficient de proporționalitate, care este deja o constantă universală, adică are aceeași valoare pentru toate substanțele. Dacă măsurăm echivalentul electrochimic în g/k, atunci aflăm că este egal cu 1,037´10 -5 g/k.

Combinând prima și a doua lege a lui Faraday, obținem:

Această formulă are o semnificație fizică simplă: F este numeric egal cu sarcina care trebuie trecută prin orice electrolit pentru a elibera o substanță pe electrozi într-o cantitate egală cu un echivalent chimic. F se numește număr Faraday și este egal cu 96400 kg/g.

O mol și numărul de molecule din ea. numărul lui Avogadro

De la cursul de chimie de clasa a VIII-a știm că s-a ales o unitate specială, alunița, pentru măsurarea cantităților de substanțe implicate în reacțiile chimice. Pentru a măsura un mol dintr-o substanță, trebuie să luați atâtea grame din el cât greutatea sa moleculară relativă.

De exemplu, 1 mol de apă (H 2 O) este egal cu 18 grame (1 + 1 + 16 = 18), un mol de oxigen (O 2) este de 32 de grame și un mol de fier (Fe) este de 56 de grame Dar ceea ce este deosebit de important pentru noi, s-a stabilit că 1 mol din orice substanță este întotdeauna conţine același număr de molecule .

Un mol este cantitatea dintr-o substanță care conține 6 ´ 10 23 de molecule din această substanță.

În onoarea savantului italian A. Avogadro, acest număr ( N) se numește constant Avogadro sau numărul lui Avogadro .

Din formula rezultă că dacă q=F, apoi . Aceasta înseamnă că atunci când o sarcină egală cu 96400 coulombi trece prin electrolit, vor fi eliberate grame de orice substanță. Cu alte cuvinte, pentru a elibera un mol dintr-o substanță monovalentă, o sarcină trebuie să curgă prin electrolit q=F pandantive. Dar știm că orice mol dintr-o substanță conține același număr de molecule - N=6x10 23. Acest lucru ne permite să calculăm sarcina unui ion dintr-o substanță monovalentă - sarcina electrică elementară - sarcina unui (!) electron:

Aplicarea electrolizei

Metodă electrolitică de obținere a metalelor pure (rafinare, rafinare). Electroliza însoțită de dizolvarea anodului

Un bun exemplu este rafinarea (rafinarea) electrolitică a cuprului. Cuprul obţinut direct din minereu este turnat sub formă de plăci şi plasat ca anod într-o soluţie de CuSO 4. Prin selectarea tensiunii pe electrozii băii (0,20-0,25V), se poate asigura că pe catod se eliberează numai cupru metalic. În acest caz, impuritățile străine fie intră în soluție (fără precipitare la catod), fie cad pe fundul băii sub formă de precipitat („nămol anod”). Cationii substanței anodice se combină cu anionul SO 4 2- și numai cuprul metalic este eliberat pe catod la această tensiune. Anodul, așa cum spune, „se dizolvă”. O astfel de purificare permite atingerea unei purități de 99,99% („four nines”). Metalele prețioase (aur Au, argint Ag) sunt și ele purificate într-un mod similar (rafinare).

În prezent, tot aluminiul (Al) este extras electrolitic (din bauxită topită).

Galvanizarea

Galvanizarea - domeniul electrochimiei aplicate, care se ocupă cu procesele de aplicare a acoperirilor metalice pe suprafața produselor metalice și nemetalice atunci când un curent electric continuu trece prin soluțiile sărurilor acestora. Galvanizarea este împărțită în galvanizare și galvanizare .

Prin electroliză, este posibilă acoperirea obiectelor metalice cu un strat dintr-un alt metal. Acest proces se numește galvanizare. De o importanță tehnică deosebită sunt acoperirile cu metale greu de oxidat, în special placarea cu nichel și crom, precum și placarea cu argint și aur, care sunt adesea folosite pentru a proteja metalele împotriva coroziunii. Pentru a obține acoperirile dorite, obiectul este curățat temeinic, degresat bine și plasat ca catod într-o baie electrolitică ce conține o sare a metalului cu care se dorește să acopere obiectul. Pentru o acoperire mai uniformă, este util să folosiți două plăci ca anod, plasând un obiect între ele.

De asemenea, prin electroliză, este posibil nu numai acoperirea obiectelor cu un strat dintr-unul sau altul metal, ci și realizarea unor copii metalice în relief ale acestora (de exemplu, monede, medalii). Acest proces a fost inventat de fizicianul și inginerul electric rus, membru al Academiei Ruse de Științe Boris Semenovich Jacobi (1801-1874) în anii patruzeci ai secolului al XIX-lea și se numește galvanizare . Pentru a realiza o copie în relief a unui obiect, se face mai întâi o amprentă dintr-un material plastic, cum ar fi ceara. Aceasta amprenta este frecata cu grafit si scufundata intr-o baie electrolitica ca catod, unde se depune un strat de metal pe ea. Acesta este utilizat în industria tipografică la fabricarea formelor de tipar.

În plus față de cele de mai sus, electroliza și-a găsit aplicație în alte domenii:

Obținerea foliilor de protecție cu oxid pe metale (anodizare);

Tratarea electrochimică a suprafeței unui produs metalic (lustruire);

Colorarea electrochimică a metalelor (de exemplu, cupru, alamă, zinc, crom etc.);

Purificarea apei este eliminarea impurităților solubile din ea. Rezultatul este așa-numita apă moale (apropiindu-se de apa distilată în proprietățile ei);

Ascuțirea electrochimică a instrumentelor de tăiere (ex. cuțite chirurgicale, aparate de ras etc.).

Lista literaturii folosite:

1. Gurevici A. E. „Fizica. fenomene electromagnetice. Clasa a VIII-a, Moscova, Editura Drofa. 1999

2. Gabrielyan O. S. „Chimie. Clasa a VIII-a, Moscova, Editura Drofa. 1997

3. „Manual elementar de fizică editat de academicianul G. S. Landsberg – Volumul II – electricitate și magnetism”. Moscova, Nauka, 1972.

4. Eric M. Rogers. „Fizica pentru mintea interesantă (metodele, natura și filosofia științei fizice)”. „Prinseton University Press” 1966. Volumul III – electricitate și magnetism. Traducere Moscova, „Mir” 1971.

5. A. N. Remizov „Curs de Fizică, Electronică și Cibernetică pentru Institutele Medicale”. Moscova, „Școala superioară” 1982.

În ceea ce privește proprietățile lor electrice, lichidele sunt foarte diverse. Metalele topite, ca și metalele în stare solidă, au o conductivitate electrică ridicată asociată cu o concentrație mare de electroni liberi.

Multe lichide, cum ar fi apa pură, alcoolul, kerosenul, sunt dielectrice bune, deoarece moleculele lor sunt neutre din punct de vedere electric și nu există purtători de încărcare liberi în ele.

electroliti. O clasă specială de lichide sunt așa-numiții electroliți, care includ soluții apoase de acizi anorganici, săruri și baze, topituri de cristale ionice, etc. Electroliții se caracterizează prin prezența unor concentrații mari de ioni, care fac posibilă o electricitate. curent să treacă. Acești ioni apar în timpul topirii și în timpul dizolvării, când, sub influența câmpurilor electrice ale moleculelor de solvent, moleculele de dizolvat sunt descompuse în ioni separati încărcați pozitiv și negativ. Acest proces se numește disociere electrolitică.

disociere electrolitică. Gradul de disociere a unei substanțe date, adică proporția de molecule ale solutului descompus în ioni, depinde de temperatura, concentrația soluției și permitivitatea solventului. Pe măsură ce temperatura crește, gradul de disociere crește. Ionii cu semne opuse se pot recombina, unindu-se din nou în molecule neutre. În condiții externe constante, în soluție se stabilește un echilibru dinamic, în care procesele de recombinare și disociere se compensează reciproc.

Calitativ, dependența gradului de disociere a de concentrația solutului poate fi stabilită folosind următorul raționament simplu. Dacă o unitate de volum conține molecule de substanță dizolvată, atunci unele dintre ele sunt disociate, iar restul nu sunt disociate. Numărul de acte elementare de disociere pe unitatea de volum a soluției este proporțional cu numărul de molecule nedespărțite și, prin urmare, este egal unde A este un coeficient în funcție de natura electrolitului și de temperatură. Numărul de acte de recombinare este proporțional cu numărul de ciocniri ale ionilor diferiți, adică proporțional cu numărul acelor ioni și al altor ioni. Prin urmare, este egal cu unde B este un coeficient care este constant pentru o substanță dată la o anumită temperatură.

Într-o stare de echilibru dinamic

Raportul nu depinde de concentrație Se poate observa că, cu cât concentrația soluției este mai mică, cu atât a este mai aproape de unitate: în soluțiile foarte diluate, aproape toate moleculele solutului sunt disociate.

Cu cât constanta dielectrică a solventului este mai mare, cu atât legăturile ionice din moleculele solutului sunt mai slăbite și, în consecință, cu atât gradul de disociere este mai mare. Deci, acidul clorhidric dă un electrolit cu conductivitate electrică ridicată atunci când este dizolvat în apă, în timp ce soluția sa în eter etilic este un foarte slab conductor de electricitate.

Electroliți neobișnuiți. Există, de asemenea, electroliți foarte neobișnuiți. De exemplu, electrolitul este sticla, care este un lichid foarte suprarăcit, cu o vâscozitate enormă. Când este încălzită, sticla se înmoaie și vâscozitatea acesteia este mult redusă. Ionii de sodiu prezenți în sticlă capătă o mobilitate vizibilă, iar trecerea unui curent electric devine posibilă, deși sticla este un bun izolator la temperaturi obișnuite.

Orez. 106. Demonstrarea conductivității electrice a sticlei la încălzire

O demonstrație clară a acestui lucru poate servi ca un experiment, a cărui schemă este prezentată în Fig. 106. O bagheta de sticla este conectata la reteaua de iluminat printr-un reostat In timp ce tija este rece, curentul din circuit este neglijabil datorita rezistentei mari a sticlei. Dacă bastonul este încălzit cu un arzător cu gaz la o temperatură de 300-400 ° C, atunci rezistența sa va scădea la câteva zeci de ohmi și filamentul L al becului va deveni fierbinte. Acum puteți scurtcircuita becul cu cheia K. În acest caz, rezistența circuitului va scădea și curentul va crește. În astfel de condiții, bastonul va fi încălzit eficient de curent electric și încălzit până la o strălucire strălucitoare, chiar dacă arzătorul este scos.

Conducție ionică. Trecerea curentului electric în electrolit este descrisă de legea lui Ohm

Un curent electric în electrolit apare la o tensiune aplicată în mod arbitrar mic.

Purtătorii de sarcină din electrolit sunt ioni încărcați pozitiv și negativ. Mecanismul de conductivitate electrică a electroliților este în multe privințe similar cu mecanismul de conductivitate electrică a gazelor descris mai sus. Principalele diferențe se datorează faptului că în gaze rezistența la mișcarea purtătorilor de sarcină se datorează în principal ciocnirilor acestora cu atomii neutri. În electroliți, mobilitatea ionilor se datorează frecării interne - vâscozitate - atunci când aceștia se mișcă într-un solvent.

Pe măsură ce temperatura crește, conductivitatea electroliților, spre deosebire de metale, crește. Acest lucru se datorează faptului că odată cu creșterea temperaturii, gradul de disociere crește și vâscozitatea scade.

Spre deosebire de conductivitatea electronică, care este caracteristică metalelor și semiconductorilor, unde trecerea unui curent electric nu este însoțită de nicio modificare a compoziției chimice a unei substanțe, conductivitatea ionică este asociată cu transferul de materie.

și eliberarea de substanțe care fac parte din electroliții de pe electrozi. Acest proces se numește electroliză.

Electroliză. Când o substanță este eliberată pe electrod, concentrația ionilor corespunzători în regiunea electrolitului adiacent electrodului scade. Astfel, echilibrul dinamic dintre disociere și recombinare este perturbat aici: aici are loc descompunerea substanței ca urmare a electrolizei.

Electroliza a fost observată pentru prima dată în descompunerea apei printr-un curent dintr-o coloană voltaică. Câțiva ani mai târziu, celebrul chimist G. Davy a descoperit sodiul, separându-l prin electroliză de soda caustică. Legile cantitative ale electrolizei au fost stabilite experimental de M. Faraday în Ele sunt ușor de justificat pe baza mecanismului fenomenului de electroliză.

legile lui Faraday. Fiecare ion are o sarcină electrică care este un multiplu al sarcinii elementare e. Cu alte cuvinte, sarcina ionului este , unde este un număr întreg egal cu valența elementului sau compusului chimic corespunzător. Lăsați ionii să fie eliberați în timpul trecerii curentului la electrod. Sarcina lor absolută este egală cu Ionii pozitivi ajung la catod și sarcina lor este neutralizată de electronii care curg către catod prin fire de la sursa de curent. Ionii negativi se apropie de anod și același număr de electroni trec prin fire către sursa de curent. În acest caz, o sarcină trece printr-un circuit electric închis

Să notăm după masa substanței eliberate pe unul dintre electrozi și după masa ionului (atom sau moleculă). Este evident că, prin urmare, înmulțind numărătorul și numitorul acestei fracții cu constanta Avogadro, obținem

unde este masa atomică sau molară, constanta Faraday, dată de

Din (4) se poate observa că constanta Faraday are semnificația „un mol de electricitate”, adică este sarcina electrică totală a unui mol de sarcini elementare:

Formula (3) conține ambele legi lui Faraday. Ea spune că masa substanței eliberată în timpul electrolizei este proporțională cu sarcina trecută prin circuit (prima lege a lui Faraday):

Coeficientul se numește echivalentul electrochimic al unei substanțe date și se exprimă ca

kilograme per pandantiv Are sensul reciprocului sarcinii specifice ionului.

Echivalentul electrochimic cu este proporțional cu echivalentul chimic al substanței (a doua lege a lui Faraday).

Legile lui Faraday și încărcătura elementară. Deoarece pe vremea lui Faraday conceptul de natură atomică a electricității nu exista încă, descoperirea experimentală a legilor electrolizei a fost departe de a fi banală. Dimpotrivă, legile lui Faraday au fost, în esență, prima dovadă experimentală a validității acestor idei.

Măsurarea experimentală a constantei Faraday a făcut posibilă pentru prima dată obținerea unei estimări numerice a valorii sarcinii elementare cu mult înainte de măsurătorile directe ale sarcinii electrice elementare în experimentele lui Millikan cu picături de ulei. Este remarcabil că ideea structurii atomice a electricității a primit confirmare experimentală fără echivoc în experimentele de electroliză efectuate în anii 30 ai secolului al XIX-lea, când nici măcar ideea structurii atomice a materiei nu era încă împărtășită de toți. oameni de știință. Într-un discurs celebru rostit Societății Regale și dedicat memoriei lui Faraday, Helmholtz a comentat această împrejurare în acest fel:

„Dacă admitem existența atomilor elementelor chimice, atunci nu putem evita concluzia ulterioară că electricitatea, atât pozitivă, cât și negativă, este împărțită în anumite cantități elementare, care se comportă ca niște atomi de electricitate.”

Surse de curent chimic. Dacă orice metal, cum ar fi zincul, este scufundat în apă, atunci o anumită cantitate de ioni de zinc pozitivi, sub influența moleculelor polare de apă, va începe să treacă din stratul de suprafață al rețelei cristaline metalice în apă. Ca rezultat, zincul va fi încărcat negativ, iar apa va fi pozitiv. La interfața dintre metal și apă se formează un strat subțire, numit strat dublu electric; există un câmp electric puternic, a cărui intensitate este direcționată de la apă la metal. Acest câmp previne tranziția ulterioară a ionilor de zinc în apă și, ca urmare, apare un echilibru dinamic, în care numărul mediu de ioni care vin din metal în apă este egal cu numărul de ioni care se întorc din apă în metal. .

Echilibrul dinamic se va stabili, de asemenea, dacă metalul este scufundat într-o soluție apoasă dintr-o sare a aceluiași metal, de exemplu zinc într-o soluție de sulfat de zinc. În soluție, sarea se disociază în ioni.Ionii de zinc rezultați nu sunt diferiți de ionii de zinc care intră în soluție de la electrod. O creștere a concentrației ionilor de zinc în electrolit facilitează tranziția acestor ioni în metal din soluție și o îngreunează.

trecerea de la metal la soluție. Prin urmare, într-o soluție de sulfat de zinc, electrodul de zinc scufundat, deși încărcat negativ, este mai slab decât în ​​apă pură.

Când un metal este scufundat într-o soluție, metalul nu este întotdeauna încărcat negativ. De exemplu, dacă un electrod de cupru este scufundat într-o soluție de sulfat de cupru, atunci ionii vor începe să precipite din soluția de pe electrod, încărcându-l pozitiv. Intensitatea câmpului în stratul dublu electric în acest caz este direcționată de la cupru către soluție.

Astfel, atunci când un metal este scufundat în apă sau într-o soluție apoasă care conține ioni ai aceluiași metal, apare o diferență de potențial la interfața dintre metal și soluție. Semnul și mărimea acestei diferențe de potențial depind de tipul de metal (cupru, zinc etc.) de concentrația ionilor din soluție și este aproape independent de temperatură și presiune.

Doi electrozi din metale diferite, cufundați într-un electrolit, formează o celulă galvanică. De exemplu, în elementul Volta, electrozii de zinc și cupru sunt scufundați într-o soluție apoasă de acid sulfuric. În primul moment, soluția nu conține nici ioni de zinc, nici ioni de cupru. Totuși, mai târziu acești ioni intră în soluție de la electrozi și se stabilește un echilibru dinamic. Atâta timp cât electrozii nu sunt legați între ei printr-un fir, potențialul electrolit este același în toate punctele, iar potențialele electrozilor diferă de potențialul electrolit datorită formării de straturi duble la granița lor cu electrolitul. În acest caz, potențialul electrodului zincului este de -0,763 V și cuprului.Forța electromotoare a elementului Volt, care este alcătuit din aceste salturi de potențial, va fi egală cu

Curent într-un circuit cu o celulă galvanică. Dacă electrozii unei celule galvanice sunt conectați cu un fir, atunci electronii vor trece prin acest fir de la electrodul negativ (zinc) la cel pozitiv (cupru), ceea ce perturbă echilibrul dinamic dintre electrozi și electrolitul în care aceștia. sunt scufundate. Ionii de zinc vor începe să se deplaseze de la electrod în soluție, astfel încât să mențină stratul dublu electric în starea sa anterioară, cu un salt de potențial constant între electrod și electrolit. În mod similar, la electrodul de cupru, ionii de cupru vor începe să iasă din soluție și să se depună pe electrod. În acest caz, în apropierea electrodului negativ se formează o deficiență de ioni, iar în apropierea electrodului pozitiv se formează un exces de astfel de ioni. Numărul total de ioni din soluție nu se va modifica.

Ca urmare a proceselor descrise, un curent electric va fi menținut într-un circuit închis, care este creat în firul de legătură prin mișcarea electronilor, iar în electrolit de ioni. Când trece un curent electric, electrodul de zinc se dizolvă treptat și cuprul este depus pe electrodul pozitiv (cupru).

electrod. Concentrația de ioni crește la electrodul de zinc și scade la cel de cupru.

Potențial într-un circuit cu o celulă galvanică. Imaginea descrisă a trecerii curentului electric într-un circuit închis neomogen care conține un element chimic corespunde distribuției potențialului de-a lungul circuitului, prezentată schematic în Fig. 107. Într-un circuit extern, adică în firul care conectează electrozii, potențialul scade treptat de la valoarea de la electrodul pozitiv (cupru) A la valoarea de la electrodul negativ (zinc) B în conformitate cu legea lui Ohm pentru o omogenă. conductor. În circuitul intern, adică în electrolitul dintre electrozi, potențialul scade treptat de la valoarea din apropierea electrodului de zinc la valoarea din apropierea electrodului de cupru. Dacă în circuitul extern curentul curge de la electrodul de cupru la electrodul de zinc, atunci în interiorul electrolitului - de la zinc la cupru. Salturile potențiale în straturi duble electrice sunt create ca urmare a acțiunii forțelor externe (în acest caz, chimice). Mișcarea sarcinilor electrice în straturi duble datorită forțelor externe are loc împotriva direcției de acțiune a forțelor electrice.

Orez. 107. Distribuție potențială de-a lungul unui lanț care conține un element chimic

Secțiunile înclinate ale potențialului se modifică în fig. 107 corespund rezistenței electrice a secțiunilor exterioare și interioare ale circuitului închis. Căderea totală de potențial de-a lungul acestor secțiuni este egală cu suma salturilor de potențial din straturile duble, adică forța electromotoare a elementului.

Trecerea curentului electric într-o celulă galvanică este complicată de produse secundare eliberate pe electrozi și de apariția unei scăderi de concentrație în electrolit. Aceste fenomene sunt denumite polarizare electrolitică. De exemplu, în elementele Volta, când circuitul este închis, ionii pozitivi se deplasează spre electrodul de cupru și se depun pe acesta. Ca urmare, după ceva timp, electrodul de cupru este, parcă, înlocuit cu unul de hidrogen. Deoarece potențialul electrodului hidrogenului este cu 0,337 V mai mic decât potențialul electrodului cuprului, EMF-ul elementului scade cu aproximativ aceeași cantitate. În plus, hidrogenul eliberat pe electrodul de cupru crește rezistența internă a elementului.

Pentru a reduce efectele nocive ale hidrogenului, se folosesc depolarizante - diverși agenți oxidanți. De exemplu, în cel mai comun element Leklanshe (baterii „uscate”)

electrodul pozitiv este o tijă de grafit înconjurată de o masă comprimată de peroxid de mangan și grafit.

baterii. Un tip practic important de celule galvanice sunt bateriile, pentru care, după descărcare, este posibil un proces de încărcare inversă cu conversia energiei electrice în energie chimică. Substanțele consumate la primirea curentului electric sunt restaurate în interiorul bateriei prin electroliză.

Se poate observa că atunci când bateria este încărcată, concentrația de acid sulfuric crește, ceea ce duce la o creștere a densității electrolitului.

Astfel, în timpul procesului de încărcare, se creează o asimetrie accentuată a electrozilor: unul devine plumb, celălalt din peroxid de plumb. O baterie încărcată este o celulă galvanică capabilă să servească drept sursă de curent.

Când consumatorii de energie electrică sunt conectați la baterie, un curent electric va curge prin circuit, a cărui direcție este opusă curentului de încărcare. Reacțiile chimice merg în direcția opusă și bateria revine la starea inițială. Ambii electrozi vor fi acoperiți cu un strat de sare, iar concentrația de acid sulfuric va reveni la valoarea inițială.

O baterie încărcată are un EMF de aproximativ 2,2 V. La descărcare, scade la 1,85 V. Nu se recomandă descărcarea ulterioară, deoarece formarea sulfatului de plumb devine ireversibilă și bateria se deteriorează.

Încărcarea maximă pe care o poate oferi o baterie la descărcare se numește capacitatea sa. Capacitatea bateriei de obicei

măsurată în amperi-ore. Este cu cât este mai mare, cu atât suprafața plăcilor este mai mare.

aplicații de electroliză. Electroliza este folosită în metalurgie. Cea mai comună producție electrolitică de aluminiu și cupru pur. Cu ajutorul electrolizei se pot crea straturi subtiri ale unor substante pe suprafata altora pentru a obtine straturi decorative si protectoare (nichelare, cromare). Procesul de obținere a acoperirilor decojite (electroplating) a fost dezvoltat de omul de știință rus B. S. Yakobi, care l-a aplicat la fabricarea sculpturilor goale care împodobesc Catedrala Sf. Isaac din Sankt Petersburg.

Care este diferența dintre mecanismul fizic al conductivității electrice în metale și electroliți?

Explicați de ce gradul de disociere al unei substanțe date depinde de permisivitatea solventului.

Explicați de ce în soluțiile de electroliți foarte diluate aproape toate moleculele de dizolvat sunt disociate.

Explicați modul în care mecanismul de conductivitate electrică a electroliților este similar cu mecanismul de conductivitate electrică a gazelor. De ce, în condiții externe constante, curentul electric este proporțional cu tensiunea aplicată?

Ce rol joacă legea conservării sarcinii electrice în derivarea legii electrolizei (3)?

Explicați relația dintre echivalentul electrochimic al unei substanțe și sarcina specifică a ionilor acesteia.

Cum se poate determina experimental raportul echivalenților electrochimici ai diferitelor substanțe dacă există mai multe băi electrolitice, dar nu există instrumente pentru măsurarea puterii curentului?

Cum poate fi folosit fenomenul de electroliză pentru a crea un contor de consum de energie electrică într-o rețea DC?

De ce legile lui Faraday pot fi considerate ca o dovadă experimentală a ideilor despre natura atomică a electricității?

Ce procese au loc atunci când electrozii metalici sunt scufundați în apă și într-un electrolit care conține ioni ai acestor metale?

Descrieți procesele care au loc în electrolit lângă electrozii unei celule galvanice în timpul trecerii curentului.

De ce ionii pozitivi din interiorul unei celule galvanice se deplasează de la electrodul negativ (zinc) la electrodul pozitiv (cupru)? Cum apare o distribuție potențială în circuit care face ca ionii să se miște în acest fel?

De ce se poate verifica gradul de încărcare al unei baterii cu acid folosind un hidrometru, adică un dispozitiv pentru măsurarea densității unui lichid?

Care este diferența fundamentală dintre procesele din baterii și procesele din bateriile „uscate”?

Ce parte din energia electrică cheltuită în procesul de încărcare a bateriei c poate fi utilizată când aceasta este descărcată, dacă în timpul procesului de încărcare a bateriei, tensiunea a fost menținută la bornele acesteia