Специальное предложение

Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.

Электрический ток в электролитах

Содержание:

Определение 1

Электролиты – это проводящие среды, в которых протекает электрический ток, сопровождающийся переносом вещества.

Какие вещества являются электролитами. Электролиз

Положительно и отрицательно заряженные ионы являются носителями свободных зарядов в электролитах. Соединения металлов в расплавленном состоянии, некоторые твердые вещества относят к электролитам. Основными их представителями являются водные растворы неорганических кислот, солей, оснований. Их широко применяют в технике.

Определение 2

При прохождении электрического тока через электролит происходит одновременное выделение веществ на электродах. Данное явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах рассматривается как перемещение ионов с обоими знаками в противоположных направлениях.

Определение 3

Движение положительных ионов направлено к отрицательному электроду (катоду), а отрицательных – к положительному электроду (аноду). Появление ионов с противоположными знаками в водных растворах солей, кислот, щелочей является следствием расщепления нейтральных молекул. Явление получило название электролитической диссоциации.

Пример 1

При диссоциации в водном растворе хлорида меди CuCl2 на ионы меди и хлора получаем выражение:

CuCl2Cu2++2Cl-.

Рисунок 1.15.1 показывает принцип упорядоченного движения положительных ионов меди к катоду, а отрицательных ионов хлора – к аноду вследствие подключения электродов к источнику тока при действии электрического поля на эти ионы.

После достижения катода ионы меди нейтрализуются избыточным количеством его электронов и переходят в состояние нейтральных атомов, оседающих на катоде. Ионы хлора, добравшись к аноду, отдают по одному электрону. После чего происходит соединение попарно нейтральных атомов хлора для образования молекулы хлора Cl2. Его наличие обусловлено выделением пузырьков на аноде.

Определение 4

Многие реакции электролиза сопровождаются вторичными реакциями продуктов разложения, которые выделяются на электродах, с его материалом или растворителями.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Пример 2

Примером может служить электролиз раствора сульфата меди (медного купороса) CuSO4 при опущенных в электролит электродов, изготовленных их меди.

Диссоциация молекул сульфата меди идет согласно формуле:

CuSO4Cu2++SO42-.

Нейтральные атомы меди оседают в виде твердого осадка на катоде. Таким образом получается химически чистая медь. При отдаче ионом SO42- двух электронов аноду становится нейтральным радикалом SO4, который вступает во вторичную реакцию с медным анодом:

SO4+Cu=CuSO4.

Получившаяся молекула сульфата меди переходит в раствор. Это показывает прохождение электрического тока через водный раствор сульфата меди для растворения медного анода и оседания меди на катоде. Концентрация данного раствора не меняется.

Какие вещества являются электролитами. Электролиз

Рисунок 1.15.1. Электролиз водного раствора хлорида меди.

Закон электролиза

В 1833 году М. Фарадеем был установлен закон электролиза.

Определение 5

Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, которые выделяются во время электролиза на электродах. Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

m=kQ=kIt, где k является электрохимическим эквивалентом.

Масса вещества, выделившегося на электроде, равняется массе всех ионов, пришедших к электроду, и запишется n=m0N=m0Qq0=m0q0It.

Значения m0 и q0 являются массой и зарядом одного иона соответственно, а N=Qq0 - числом ионов, пришедших к электроду при прохождении через электролит с зарядом Q. Отсюда следует, что электрохимический эквивалент k равняется отношению массы m0 иона данного вещества к его заряду q0.

Заряд иона является произведением валентности вещества n на элементарный заряд e(q0=ne), тогда запись выражения для k примет вид

k=m0q0=m0NАneNА=1FMn.

Значение NА является постоянной Авогадро, M=m0NА - молярной массой вещества, F=eNА - постоянной Фарадея.

F=eNА=96485 Кл/моль.

Определение 6

Постоянная Фарадея численно равняется заряду, который следует пропустить через электролит, для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества.

Запись закона Фарадея для электролиза имеет вид

m=1FMnIt.

Явление электролиза широко применимо в современном промышленном производстве.

Навигация по статьям

Выполненные работы по физике
  • Физика

    Определение свободного падения при помощи машины атвуда

    • Вид работы:

      Лабораторная работа

    • Выполнена:

      20 июля 2017 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Определение напряженности электрического поля на оси заряженного кольца. Заказ: 29474

    • Вид работы:

      Лабораторная работа

    • Выполнена:

      26 мая 2017 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Биофизика на уроках физики

    • Вид работы:

      Дипломная

    • Выполнена:

      13 мая 2015 г.

    • Стоимость:

      5 800 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Автоколебания и их использование в технике

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      8 марта 2017 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Курсовая работа по пожарной технике

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      8 января 2017 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Ресторан французской кухни на 52 места

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      3 марта 2018 г.

    • Стоимость:

      1 100 руб

    Заказать такую же работу
  • Не получается написать работу самому?

    Доверь это кандидату наук!