Absolútne každý vie, že kvapaliny môžu dokonale viesť elektrickú energiu. A známym faktom je aj to, že všetci vodiči sú podľa typu rozdelené do niekoľkých podskupín. V našom článku navrhujeme zvážiť, ako sa elektrický prúd vykonáva v kvapalinách, kovoch a iných polovodičoch, ako aj zákony elektrolýzy a jej typy.

Teória elektrolýzy

Aby sme uľahčili pochopenie toho, čo je v stávke, navrhujeme začať teóriou, že elektrina, ak považujeme elektrický náboj za druh kvapaliny, je známa už viac ako 200 rokov. Náboje sa skladajú z jednotlivých elektrónov, ale tie sú také malé, že akýkoľvek veľký náboj sa správa ako súvislý tok, kvapalina.

Rovnako ako pevné telesá môžu byť kvapalné vodiče troch typov:

• polovodiče (selén, sulfidy a iné);
• dielektriká (alkalické roztoky, soli a kyseliny);
• vodičov (povedzme v plazme).

Proces, pri ktorom sa vplyvom elektrického molárneho poľa rozpúšťajú elektrolyty a rozkladajú ióny, sa nazýva disociácia. Na druhej strane, podiel molekúl, ktoré sa rozpadli na ióny alebo rozpadnuté ióny v rozpustenej látke, úplne závisí od fyzikálnych vlastností a teploty v rôznych vodičoch a taveninách. Nezabudnite, že ióny sa môžu rekombinovať alebo rekombinovať. Ak sa podmienky nezmenia, potom bude počet rozpadnutých a zjednotených iónov rovnako úmerný.

V elektrolytoch vedú ióny energiu, pretože. môžu to byť kladne aj záporne nabité častice. Počas pripojenia kvapaliny (alebo skôr nádoby s kvapalinou k napájaciemu zdroju) sa častice začnú pohybovať smerom k opačným nábojom (kladné ióny sa začnú priťahovať ku katódam a záporné ióny k anódam). V tomto prípade je energia transportovaná priamo iónmi, preto sa tento typ vedenia nazýva iónový.

Počas tohto typu vedenia je prúd prenášaný iónmi a látky sa uvoľňujú na elektródach, ktoré sú zložkami elektrolytov. Z chemického hľadiska dochádza k oxidácii a redukcii. Elektrický prúd v plynoch a kvapalinách sa teda prenáša pomocou elektrolýzy.

Fyzikálne zákony a prúd v kvapalinách

Elektrina v našich domácnostiach a spotrebičoch sa zvyčajne neprenáša v kovových drôtoch. V kove sa elektróny môžu pohybovať z atómu na atóm, a tak niesť záporný náboj.

Rovnako ako kvapaliny sú poháňané vo forme elektrického napätia, známeho ako napätie, merané v jednotkách voltov, podľa talianskeho vedca Alessandra Voltu.

Video: Elektrický prúd v kvapalinách: úplná teória

Elektrický prúd tečie z vysokého napätia na nízke napätie a meria sa v jednotkách známych ako ampéry, pomenované po André-Marie Ampère. A podľa teórie a vzorca, ak zvýšite napätie, potom sa úmerne zvýši aj jeho sila. Tento vzťah je známy ako Ohmov zákon. Ako príklad je nižšie uvedená charakteristika virtuálneho prúdu.

Obrázok: prúd verzus napätie

Ohmov zákon (s ďalšími podrobnosťami o dĺžke a hrúbke drôtu) je zvyčajne jednou z prvých vecí, ktoré sa vyučujú na hodinách fyziky, a preto mnohí študenti a učitelia považujú elektrický prúd v plynoch a kvapalinách za základný zákon vo fyzike.

Aby ste na vlastné oči videli pohyb nábojov, musíte si pripraviť banku so slanou vodou, ploché obdĺžnikové elektródy a zdroje energie, budete potrebovať aj ampérmetrovú inštaláciu, pomocou ktorej bude energia vedená z el. prívod k elektródam.

Vzor: prúd a soľ

Dosky, ktoré fungujú ako vodiče, sa musia spustiť do kvapaliny a zapnúť napätie. Potom začne chaotický pohyb častíc, ale ako po objavení sa magnetického poľa medzi vodičmi, tento proces bude nariadený.

Len čo ióny začnú meniť náboje a spájať sa, z anód sa stanú katódy a z katód sa stanú anódy. Ale tu musíte vziať do úvahy elektrický odpor. Teoretická krivka samozrejme zohráva dôležitú úlohu, ale hlavný vplyv má teplota a úroveň disociácie (v závislosti od zvolených nosičov), ako aj voľba striedavého alebo jednosmerného prúdu. Po dokončení tejto experimentálnej štúdie si môžete všimnúť, že na pevných telesách (kovových platniach) sa vytvorila tenká vrstva soli.

Elektrolýza a vákuum

Elektrický prúd vo vákuu a kvapalinách je pomerne komplikovaná záležitosť. Faktom je, že v takýchto médiách nie sú v telách žiadne náboje, čo znamená, že ide o dielektrikum. Inými slovami, naším cieľom je vytvoriť podmienky, aby sa atóm elektrónu mohol začať pohybovať.

Aby ste to dosiahli, musíte použiť modulárne zariadenie, vodiče a kovové dosky a potom postupovať podľa vyššie uvedeného spôsobu.

Vodiče a vákuum Prúdová charakteristika vo vákuu

Aplikácia elektrolýzy

Tento proces sa uplatňuje takmer vo všetkých oblastiach života. Aj tá najzákladnejšia práca si niekedy vyžaduje zásah elektrického prúdu do tekutín, povedzme,

Pomocou tohto jednoduchého procesu sú pevné telesá potiahnuté najtenšou vrstvou akéhokoľvek kovu, napríklad poniklovaním alebo chrómovaním. je to jeden z možných spôsobov boja proti koróznym procesom. Podobné technológie sa používajú pri výrobe transformátorov, meračov a iných elektrických spotrebičov.

Dúfame, že naše zdôvodnenie odpovedalo na všetky otázky, ktoré vznikajú pri štúdiu fenoménu elektrického prúdu v kvapalinách. Ak potrebujete lepšie odpovede, odporúčame vám navštíviť fórum elektrikárov, kde vám radi bezplatne poradíme.

Absolútne každý vie, že kvapaliny môžu dokonale viesť elektrickú energiu. A známym faktom je aj to, že všetci vodiči sú podľa typu rozdelené do niekoľkých podskupín. V našom článku navrhujeme zvážiť, ako sa elektrický prúd vykonáva v kvapalinách, kovoch a iných polovodičoch, ako aj zákony elektrolýzy a jej typy.

Teória elektrolýzy

Aby sme uľahčili pochopenie toho, čo je v stávke, navrhujeme začať teóriou, že elektrina, ak považujeme elektrický náboj za druh kvapaliny, je známa už viac ako 200 rokov. Náboje sa skladajú z jednotlivých elektrónov, ale tie sú také malé, že akýkoľvek veľký náboj sa správa ako súvislý tok, kvapalina.

Rovnako ako pevné telesá môžu byť kvapalné vodiče troch typov:

• polovodiče (selén, sulfidy a iné);
• dielektriká (alkalické roztoky, soli a kyseliny);
• vodičov (povedzme v plazme).

Proces, pri ktorom sa vplyvom elektrického molárneho poľa rozpúšťajú elektrolyty a rozkladajú ióny, sa nazýva disociácia. Na druhej strane, podiel molekúl, ktoré sa rozpadli na ióny alebo rozpadnuté ióny v rozpustenej látke, úplne závisí od fyzikálnych vlastností a teploty v rôznych vodičoch a taveninách. Nezabudnite, že ióny sa môžu rekombinovať alebo rekombinovať. Ak sa podmienky nezmenia, potom bude počet rozpadnutých a zjednotených iónov rovnako úmerný.

V elektrolytoch vedú ióny energiu, pretože. môžu to byť kladne aj záporne nabité častice. Počas pripojenia kvapaliny (alebo skôr nádoby s kvapalinou k napájaciemu zdroju) sa častice začnú pohybovať smerom k opačným nábojom (kladné ióny sa začnú priťahovať ku katódam a záporné ióny k anódam). V tomto prípade je energia transportovaná priamo iónmi, preto sa tento typ vedenia nazýva iónový.

Počas tohto typu vedenia je prúd prenášaný iónmi a látky sa uvoľňujú na elektródach, ktoré sú zložkami elektrolytov. Z chemického hľadiska dochádza k oxidácii a redukcii. Elektrický prúd v plynoch a kvapalinách sa teda prenáša pomocou elektrolýzy.

Fyzikálne zákony a prúd v kvapalinách

Elektrina v našich domácnostiach a spotrebičoch sa zvyčajne neprenáša v kovových drôtoch. V kove sa elektróny môžu pohybovať z atómu na atóm, a tak niesť záporný náboj.

Rovnako ako kvapaliny sú poháňané vo forme elektrického napätia, známeho ako napätie, merané v jednotkách voltov, podľa talianskeho vedca Alessandra Voltu.

Video: Elektrický prúd v kvapalinách: úplná teória

Elektrický prúd tečie z vysokého napätia na nízke napätie a meria sa v jednotkách známych ako ampéry, pomenované po André-Marie Ampère. A podľa teórie a vzorca, ak zvýšite napätie, potom sa úmerne zvýši aj jeho sila. Tento vzťah je známy ako Ohmov zákon. Ako príklad je nižšie uvedená charakteristika virtuálneho prúdu.

Obrázok: prúd verzus napätie

Ohmov zákon (s ďalšími podrobnosťami o dĺžke a hrúbke drôtu) je zvyčajne jednou z prvých vecí, ktoré sa vyučujú na hodinách fyziky, a preto mnohí študenti a učitelia považujú elektrický prúd v plynoch a kvapalinách za základný zákon vo fyzike.

Aby ste na vlastné oči videli pohyb nábojov, musíte si pripraviť banku so slanou vodou, ploché obdĺžnikové elektródy a zdroje energie, budete potrebovať aj ampérmetrovú inštaláciu, pomocou ktorej bude energia vedená z el. prívod k elektródam.

Vzor: prúd a soľ

Dosky, ktoré fungujú ako vodiče, sa musia spustiť do kvapaliny a zapnúť napätie. Potom začne chaotický pohyb častíc, ale ako po objavení sa magnetického poľa medzi vodičmi, tento proces bude nariadený.

Len čo ióny začnú meniť náboje a spájať sa, z anód sa stanú katódy a z katód sa stanú anódy. Ale tu musíte vziať do úvahy elektrický odpor. Teoretická krivka samozrejme zohráva dôležitú úlohu, ale hlavný vplyv má teplota a úroveň disociácie (v závislosti od zvolených nosičov), ako aj voľba striedavého alebo jednosmerného prúdu. Po dokončení tejto experimentálnej štúdie si môžete všimnúť, že na pevných telesách (kovových platniach) sa vytvorila tenká vrstva soli.

Elektrolýza a vákuum

Elektrický prúd vo vákuu a kvapalinách je pomerne komplikovaná záležitosť. Faktom je, že v takýchto médiách nie sú v telách žiadne náboje, čo znamená, že ide o dielektrikum. Inými slovami, naším cieľom je vytvoriť podmienky, aby sa atóm elektrónu mohol začať pohybovať.

Aby ste to dosiahli, musíte použiť modulárne zariadenie, vodiče a kovové dosky a potom postupovať podľa vyššie uvedeného spôsobu.

Vodiče a vákuum Prúdová charakteristika vo vákuu

Aplikácia elektrolýzy

Tento proces sa uplatňuje takmer vo všetkých oblastiach života. Aj tá najzákladnejšia práca si niekedy vyžaduje zásah elektrického prúdu do tekutín, povedzme,

Pomocou tohto jednoduchého procesu sú pevné telesá potiahnuté najtenšou vrstvou akéhokoľvek kovu, napríklad poniklovaním alebo chrómovaním. je to jeden z možných spôsobov boja proti koróznym procesom. Podobné technológie sa používajú pri výrobe transformátorov, meračov a iných elektrických spotrebičov.

Dúfame, že naše zdôvodnenie odpovedalo na všetky otázky, ktoré vznikajú pri štúdiu fenoménu elektrického prúdu v kvapalinách. Ak potrebujete lepšie odpovede, odporúčame vám navštíviť fórum elektrikárov, kde vám radi bezplatne poradíme.

Kvapaliny, podobne ako pevné látky, môžu byť vodičmi, polovodičmi a dielektrikami. V tejto lekcii sa zameriame na kvapalné vodiče. A nie o kvapalinách s elektronickou vodivosťou (roztavené kovy), ale o kvapalných vodičoch druhého druhu (roztoky a taveniny solí, kyselín, zásad). Typ vodivosti takýchto vodičov je iónový.

Definícia. Vodiče druhého druhu sú vodiče, v ktorých dochádza k chemickým procesom, keď preteká prúd.

Pre lepšie pochopenie procesu vedenia prúdu v kvapalinách je možné uviesť nasledujúci experiment: Dve elektródy pripojené k zdroju prúdu boli umiestnené vo vani s vodou, ako indikátor prúdu v obvode možno použiť žiarovku. Ak takýto okruh zatvoríte, lampa nebude horieť, čo znamená, že nie je žiadny prúd, čo znamená, že okruh je prerušený a samotná voda nevedie prúd. Ale ak dáte do kúpeľne určité množstvo soli a zopakujete okruh, svetlo sa rozsvieti. To znamená, že v kúpeli medzi katódou a anódou sa začali pohybovať voľné nosiče náboja, v tomto prípade ióny (obr. 1).

Ryža. 1. Schéma skúseností

Vodivosť elektrolytov

Odkiaľ pochádzajú bezplatné poplatky v druhom prípade? Ako bolo uvedené v jednej z predchádzajúcich lekcií, niektoré dielektrika sú polárne. Voda má rovnaké polárne molekuly (obr. 2).

Ryža. 2. Polarita molekuly vody

Keď sa do vody pridá soľ, molekuly vody sú orientované tak, že ich záporné póly sú blízko sodíka, kladné - blízko chlóru. V dôsledku interakcií medzi nábojmi molekuly vody rozbijú molekuly soli na páry opačných iónov. Sodíkový ión má kladný náboj, chlórový ión záporný náboj (obr. 3). Práve tieto ióny sa budú pohybovať medzi elektródami pôsobením elektrického poľa.

Ryža. 3. Schéma vzniku voľných iónov

Keď sa sodné ióny priblížia ku katóde, dostane svoje chýbajúce elektróny, zatiaľ čo chloridové ióny sa vzdajú svojich, keď dosiahnu anódu.

Elektrolýza

Keďže tok prúdu v kvapalinách je spojený s prenosom hmoty, pri takomto prúde prebieha proces elektrolýzy.

Definícia. Elektrolýza je proces spojený s redoxnými reakciami, pri ktorých sa na elektródach uvoľňuje látka.

Látky, ktoré v dôsledku takéhoto štiepenia poskytujú iónovú vodivosť, sa nazývajú elektrolyty. Tento názov navrhol anglický fyzik Michael Faraday (obr. 4).

Elektrolýza umožňuje získavať látky v dostatočne čistej forme z roztokov, preto sa využíva na získavanie vzácnych materiálov, ako je sodík, vápnik ... v čistej forme. Toto je to, čo je známe ako elektrolytická metalurgia.

Faradayove zákony

V prvej práci o elektrolýze v roku 1833 predstavil Faraday svoje dva zákony elektrolýzy. V prvom išlo o hmotnosť látky uvoľnenej na elektródach:

Prvý Faradayov zákon hovorí, že táto hmotnosť je úmerná náboju, ktorý prešiel elektrolytom:

Tu zohráva úlohu koeficientu úmernosti množstvo - elektrochemický ekvivalent. Ide o tabuľkovú hodnotu, ktorá je jedinečná pre každý elektrolyt a je jeho hlavnou charakteristikou. Rozmer elektrochemického ekvivalentu:

Fyzikálny význam elektrochemického ekvivalentu je hmotnosť uvoľnená na elektróde pri prechode množstva elektriny v 1 C cez elektrolyt.

Ak si spomínate na vzorce z témy jednosmerný prúd:

Potom môžeme znázorniť prvý Faradayov zákon vo forme:

Druhý Faradayov zákon sa priamo týka merania elektrochemického ekvivalentu prostredníctvom iných konštánt pre konkrétny elektrolyt:

Tu: je molárna hmotnosť elektrolytu; - elementárny náboj; - valencia elektrolytu; je Avogadrove číslo.

Hodnota sa nazýva chemický ekvivalent elektrolytu. To znamená, že na to, aby sme poznali elektrochemický ekvivalent, stačí poznať chemický ekvivalent, zvyšné zložky vzorca sú svetové konštanty.

Na základe druhého Faradayovho zákona môže byť prvý zákon reprezentovaný ako:

Faraday navrhol terminológiu týchto iónov na základe elektródy, ku ktorej sa pohybujú. Kladné ióny sa nazývajú katióny, pretože sa pohybujú smerom k záporne nabitej katóde, záporné náboje sa nazývajú anióny, keď sa pohybujú smerom k anóde.

Vyššie uvedené pôsobenie vody na rozbitie molekuly na dva ióny sa nazýva elektrolytická disociácia.

Okrem roztokov môžu byť taveniny aj vodičmi druhého druhu. V tomto prípade je prítomnosť voľných iónov dosiahnutá tým, že veľmi aktívne molekulárne pohyby a vibrácie začínajú pri vysokej teplote, v dôsledku čoho sa molekuly rozpadajú na ióny.

Praktická aplikácia elektrolýzy

Prvá praktická aplikácia elektrolýzy sa objavila v roku 1838 ruským vedcom Jacobim. Pomocou elektrolýzy získal dojem figúr pre katedrálu svätého Izáka. Táto aplikácia elektrolýzy sa nazýva galvanické pokovovanie. Ďalšou oblasťou použitia je galvanické pokovovanie - pokrývanie jedného kovu druhým (chrómovanie, niklovanie, pozlátenie atď., Obr. 5)

Gendenstein L.E., Dick Yu.I. 10. ročník z fyziky. - M.: Ileksa, 2005.

Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. fyzika. Elektrodynamika. - M.: 2010.

1. Fatyf.narod.ru ().
2. ChemiK ().
3. Ens.tpu.ru ().

Domáca úloha

1. Čo sú elektrolyty?
2. Aké sú dva zásadne odlišné typy kvapalín, v ktorých môže prúdiť elektrický prúd?
3. Aké sú možné mechanizmy tvorby voľných nosičov náboja?
4. *Prečo je hmotnosť uvoľnená na elektróde úmerná náboju?

Každý pozná definíciu elektrického prúdu. Je reprezentovaný ako riadený pohyb nabitých častíc. Takýto pohyb v rôznych prostrediach má zásadné rozdiely. Ako základný príklad tohto javu si možno predstaviť prúdenie a šírenie elektrického prúdu v kvapalinách. Takéto javy sa vyznačujú rôznymi vlastnosťami a výrazne sa líšia od usporiadaného pohybu nabitých častíc, ku ktorému dochádza za normálnych podmienok, nie pod vplyvom rôznych kvapalín.

Obrázok 1. Elektrický prúd v kvapalinách. Author24 - online výmena študentských prác

Vznik elektrického prúdu v kvapalinách

Napriek skutočnosti, že proces vedenia elektrického prúdu sa uskutočňuje pomocou kovových zariadení (vodičov), prúd v kvapalinách závisí od pohybu nabitých iónov, ktoré z nejakého konkrétneho dôvodu získali alebo stratili takéto atómy a molekuly. Indikátorom takéhoto pohybu je zmena vlastností určitej látky, kadiaľ prechádzajú ióny. Preto je potrebné vychádzať zo základnej definície elektrického prúdu, aby sa vytvoril špecifický koncept vzniku prúdu v rôznych kvapalinách. Zistilo sa, že rozklad záporne nabitých iónov prispieva k pohybu do oblasti zdroja prúdu s kladnými hodnotami. Pozitívne nabité ióny sa v takýchto procesoch budú pohybovať opačným smerom - k zdroju záporného prúdu.

Kvapalné vodiče sú rozdelené do troch hlavných typov:

• polovodiče;
• dielektrika;
• vodičov.

Definícia 1

Elektrolytická disociácia je proces rozkladu molekúl určitého roztoku na záporne a kladne nabité ióny.

Je možné konštatovať, že elektrický prúd v kvapalinách môže nastať po zmene zloženia a chemických vlastností použitých kvapalín. To úplne odporuje teórii šírenia elektrického prúdu inými spôsobmi pri použití klasického kovového vodiča.

Faradayove experimenty a elektrolýza

Tok elektrického prúdu v kvapalinách je výsledkom pohybu nabitých iónov. Problémy spojené so vznikom a šírením elektrického prúdu v kvapalinách viedli k štúdiu slávneho vedca Michaela Faradaya. S pomocou mnohých praktických štúdií sa mu podarilo nájsť dôkazy, že hmotnosť látky uvoľnenej počas elektrolýzy závisí od množstva času a elektriny. V tomto prípade je dôležitý čas, počas ktorého sa experimenty vykonávali.

Vedec tiež dokázal zistiť, že v procese elektrolýzy, keď sa uvoľní určité množstvo látky, je potrebné rovnaké množstvo elektrických nábojov. Toto množstvo bolo presne stanovené a zafixované v konštantnej hodnote, ktorá sa nazývala Faradayovo číslo.

V kvapalinách má elektrický prúd rôzne podmienky šírenia. Interaguje s molekulami vody. Výrazne bránia všetkým pohybom iónov, čo nebolo pozorované pri experimentoch s konvenčným kovovým vodičom. Z toho vyplýva, že tvorba prúdu pri elektrolytických reakciách nebude taká veľká. So zvyšujúcou sa teplotou roztoku sa však vodivosť postupne zvyšuje. To znamená, že napätie elektrického prúdu sa zvyšuje. Tiež v procese elektrolýzy bolo pozorované, že pravdepodobnosť rozpadu určitej molekuly na záporné alebo kladné iónové náboje sa zvyšuje v dôsledku veľkého počtu molekúl použitej látky alebo rozpúšťadla. Keď je roztok nasýtený iónmi nad určitú normu, dochádza k opačnému procesu. Vodivosť roztoku začne opäť klesať.

V súčasnosti proces elektrolýzy našiel svoje uplatnenie v mnohých oblastiach a oblastiach vedy a vo výrobe. Priemyselné podniky ho využívajú pri výrobe alebo spracovaní kovu. Elektrochemické reakcie sa podieľajú na:

• elektrolýza soli;
• galvanické pokovovanie;
• leštenie povrchu;
• iné redoxné procesy.

Elektrický prúd vo vákuu a kvapalinách

Šírenie elektrického prúdu v kvapalinách a iných médiách je pomerne zložitý proces, ktorý má svoje vlastné charakteristiky, vlastnosti a vlastnosti. Faktom je, že v takýchto médiách nie sú v telách úplne žiadne náboje, preto sa zvyčajne nazývajú dielektriká. Hlavným cieľom výskumu bolo vytvoriť také podmienky, za ktorých by sa atómy a molekuly mohli začať pohybovať a začať proces generovania elektrického prúdu. Na tento účel je obvyklé používať špeciálne mechanizmy alebo zariadenia. Hlavným prvkom takýchto modulárnych zariadení sú vodiče vo forme kovových dosiek.

Na určenie hlavných parametrov prúdu je potrebné použiť známe teórie a vzorce. Najbežnejší je Ohmov zákon. Pôsobí ako univerzálna ampérová charakteristika, kde je implementovaný princíp závislosti prúdu a napätia. Pripomeňme, že napätie sa meria v ampéroch.

Na pokusy s vodou a soľou je potrebné pripraviť nádobu so slanou vodou. To poskytne praktické a vizuálne znázornenie procesov, ktoré sa vyskytujú, keď sa v kvapalinách vytvára elektrický prúd. Inštalácia by tiež mala obsahovať obdĺžnikové elektródy a napájacie zdroje. Pre plnohodnotnú prípravu na experimenty musíte mať ampérovú inštaláciu. Pomôže to viesť energiu z napájacieho zdroja do elektród.

Kovové dosky budú pôsobiť ako vodiče. Ponoria sa do použitej kvapaliny a potom sa pripojí napätie. Pohyb častíc začína okamžite. Beží náhodne. Keď medzi vodičmi vznikne magnetické pole, celý proces pohybu častíc je usporiadaný.

Ióny začnú meniť náboje a zlučovať sa. Tak sa katódy stávajú anódami a anódy katódami. V tomto procese je potrebné zvážiť aj niekoľko ďalších dôležitých faktorov:

• úroveň disociácie;
• teplota;
• elektrický odpor;
• použitie striedavého alebo jednosmerného prúdu.

Na konci experimentu sa na tanieroch vytvorí vrstva soli.

Voda ako univerzálne rozpúšťadlo.. Vodné roztoky.. Elektrolytická disociácia.. Elektrolyt.. Slabé a silné elektrolyty.. Nosiče elektrického náboja v kvapalinách.. Kladné a záporné ióny.. Elektrolýza.. Taveniny.. Charakter elektrického prúdu v taveninách ..

Jednou z podmienok pre vznik elektrického prúdu je prítomnosť voľných nábojov schopných pohybu pod vplyvom elektrického poľa. Hovorili sme o povahe elektrického prúdu v kovoch a.
V tejto lekcii sa to pokúsime zistiť aké častice nesú elektrický náboj v kvapalinách a taveninách.

Voda ako univerzálne rozpúšťadlo

Ako vieme, destilovaná voda neobsahuje nosiče náboja a teda nevedie elektrický prúd, čiže je to dielektrikum. Prítomnosť akýchkoľvek nečistôt však už robí vodu celkom dobrým vodičom.
Voda má fenomenálnu schopnosť rozpúšťať v sebe takmer všetky chemické prvky. Keď sa vo vode rozpustia rôzne látky (kyseliny, zásady, zásady, soli atď.), roztok sa stáva vodičom v dôsledku rozpadu molekúl látok na ióny. Tento jav sa nazýva elektrolytická disociácia a samotný roztok je elektrolyt schopný viesť elektrický prúd. Všetky vodné nádrže na Zemi sú vo väčšej či menšej miere prírodnými elektrolytmi.

Svetový oceán je riešením iónov takmer všetkých prvkov periodickej tabuľky.

Žalúdočná šťava, krv, lymfa, všetky tekutiny v ľudskom tele sú elektrolyty. Všetky živočíchy a rastliny sú tiež primárne zložené z elektrolytov.

Podľa stupňa disociácie existujú slabé a silné elektrolyty. Voda je slabý elektrolyt a väčšina anorganických kyselín sú silné elektrolyty. Elektrolyty sa tiež nazývajú vodiče druhého druhu.

Nosiče elektrického náboja v kvapaline

Pri rozpustení rôznych látok vo vode (alebo inej kvapaline) sa rozkladajú na ióny.
Napríklad obyčajná kuchynská soľ NaCl (chlorid sodný) sa vo vode rozdeľuje na kladné ióny sodíka (Na +) a záporné chloridové ióny (Cl -). Ak majú dva póly vo výslednom elektrolyte rôzne potenciály, potom sa záporné ióny posúvajú smerom ku kladnému pólu, zatiaľ čo kladné ióny sa posúvajú smerom k zápornému pólu.

Elektrický prúd v kvapaline teda pozostáva z tokov kladných a záporných iónov smerujúcich k sebe navzájom.

Zatiaľ čo absolútne čistá voda je izolant, voda obsahujúca aj malé nečistoty (prírodné alebo prinesené zvonku) z ionizovanej hmoty je vodičom elektrického prúdu.

Elektrolýza

Keďže kladné a záporné ióny rozpustenej látky sa vplyvom elektrického poľa unášajú rôznymi smermi, látka sa postupne rozdeľuje na dve časti.

Toto oddelenie hmoty na jej základné prvky sa nazýva elektrolýza.

Elektrolyty sa používajú v elektrochémii, v zdrojoch chemických prúdov (galvanické články a batérie), vo výrobných procesoch elektrolytického pokovovania a iných technológiách založených na pohybe elektrických nábojov v kvapalinách pri pôsobení elektrického poľa.

roztápa sa

Disociácia látky je možná bez účasti vody. Stačí roztaviť kryštály chemického zloženia látky a získať taveninu. Taveniny hmoty, podobne ako vodné elektrolyty, sú vodičmi druhého druhu, a preto ich možno nazvať elektrolytmi. Elektrický prúd v taveninách má rovnakú povahu ako prúd vo vodných elektrolytoch – ide o protiprúdy kladných a záporných iónov.

Pomocou tavenín sa v metalurgii hliník získava elektrolyticky z oxidu hlinitého. Elektrický prúd prechádza cez oxid hlinitý a počas elektrolýzy sa čistý hliník hromadí na jednej z elektród (katóde). Ide o energeticky veľmi náročný proces, ktorý z hľadiska spotreby energie pripomína rozklad vody na vodík a kyslík pomocou elektrického prúdu.

V dielni na elektrolýzu hliníka