Физика. Лекция 186.Электрический ток в жидкостях. Закон Фарадея для электролиза.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На одной из прошлых лекции мы с вами рассмотрели электрический ток в металлах, а сегодня рассмотрим электрический ток в жидкостях. На самом деле мы уже видели как через жидкость протекает электрический ток - мы два электрода вставляли в раствор медного купороса, когда демонстрировали химическое действие тока. И что в результате мы наблюдали? Что мы видели и что у нас получилось? На одном из электродов возник налет и потом как мы говорили - это медь. Так вот на этой лекции мы поговорим об этом более подробно.

Для начала давайте вспомним тот опыт, который мы проводили при изучении химического действия тока и проведем его еще раз, но уже с некоторыми изменениями.

Выводы:

• через кристаллическую поваренную соль (хлорид натрия) - ток не протекает.
• через чистую воду ток так же не протекает.
• через раствор соли в воде ток протекает.

Теперь давайте немного видоизменим опыт...

Давайте вспомним какой тип химической связи в хлористом натрии. В хлористом натрии - ионный тип связи. Что это значит? Это значит, что кристалл хлористого натрия представляет собой большое количество соединенных между собой с помощью химической связи ионов. Какой знак имеют ионы натрия? Положительный. А хлора - отрицательный. Если через кристаллический хлористый натрий ток не течет, что можно сказать о возможности этих ионов передвигаться? Могут эти ионы двигаться направленно в кристаллическом хлористом натрии? Нет, раз ток не течет, значит ионы "вморожены" в кристаллическую решетку. Но когда мы растворяем хлористый натрий в воде, ток через раствор начинает течь. Следовательно молекулы хлористого натрия или если говорить о кристалле в целом, то супер макромолекула хлористого натрия, которая состоит из отдельных молекул хлора и натрия под действием воды... А что такое вода? Вода - это растворитель... Значит под действием воды молекулы хлористого натрия распадаются на ионы. Этот процесс имеет свое название - электролитическая диссоциация. Давайте дадим строгое определение.

Электролитическая диссоциация - это распад молекул некоторых химических веществ на ионы под действием растворителя.

В нашем опыте в качестве растворителя выступала вода. Оказывается, что вода ослабляет ионную химическую связь, которая удерживает вместе положительный ион натрия и отрицательный ион хлора. Скажите пожалуйста, а можно как-то по-другому разрушить кристаллическую решетку вещества? Да, ее можно расплавить. Если мы будем нагревать хлористый натрий, то он расплавится в результате кристаллическая решетка разрушится. И оказывается, что этот расплав прекрасно проводит электрический ток. И вот мы имеет дело в веществами, которые в растворе или расплаве проводят электрический ток. И один из примеров - это хлористый натрий. Такие вещества называются электролитами. Давайте сформулируем строгое определение.

Электролит - это вещества растворы и расплавы, которых проводят электрический ток.

А теперь давайте посмотрим подробнее на процессы происходящие в электролите.

Электрический ток в электролитах представляет собой направленное движение ионов. И давайте запишем определение процесса электролиза.

Электролиз - это процесс выделения вещества на электродах при протекании электрического тока через электролиты.

А теперь давайте поставим перед собой такую задачу...давайте выясним от чего зависит масса вещества, выделяющегося на электродах. Наверное, можно многое сказать, даже не проводя никаких опытов. Допустим речь пойдет о том же натрии, который приходит к катоду, до того как он начал взаимодействовал с водой или это может быть медь в растворе хлористой меди или медного купороса. Чем больше молекул или атомов меди или натрия придет к электроду, тем больше масса, но ведь каждый из этих атомов перемещаясь внутри электролита был ионом, т.е он был носителем заряда. Тогда мы может сказать, что количество атомов, пришедших к электроду прямо пропорционально количеству ионов...а количество ионов, ведь каждый несет заряд на себе...количество ионов пропорционально заряду, который прошел через электролитическую ванну.

Закон Фарадея для электролиза - масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе прямо пропорциональна силе тока в электролите и времени его протекания.

или вторая более удобная для практического применения формулировка закона Фарадея

Закон Фарадея для электролиза - масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе равна заряду прошедшему через электролит.

И давайте поговорим об коэффициенте пропорциональности, который входит в формул, описывающую закон Фарадея для электролиза.

Физический смысл электрохимического эквивалента вещества - численно равен массе вещества, выделившегося при протекании через электролит заряда в 1 Кулон.

И давайте посмотрим электрохимические эквиваленты некоторых веществ...

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.