Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изучение электропроводности жидкостей и определение электрохимического эквивалента меди ⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5
Цель и задача работы: Изучение механизма прохождения тока в электролитах и законов электролиза, проведение электролиза и определение электрохимическoго эквивалента меди.
Общие сведения
Вещества, водные растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами. В отличие от металлов, имеющих электронную проводимость и полупроводников, имеющих электронно-дырочную проводимость, электролиты обладают ионной проводимостью. Иногда электролитами называют и сами проводящие растворы, хотя более правильное выражение – раствор электролита. Молекулы воды в незначительной степени распадаются на ионы: . (1) Концентрация ионов водорода определяет кислотность раствора, а концентрация ионов гидроксила характеризует щелочность раствора. В чистой воде концентрации ионов Н + и ОН - равны. Чистая вода диссоциирует очень слабо. В 1 моль воды при 22º С распадается на ионы всего моль. Однако получить такую воду очень трудно, т.к. в воздухе всегда присутствует углекислый газ, который, растворяясь воде, увеличивает концентрацию водородных ионов. Так как вода имеет большую диэлектрическую проницаемость () и молекулы воды обладают значительным дипольным моментом ( Кл∙м), то вокруг молекул воды на межатомных расстояниях ( нм) существует довольно сильное электрическое поле. Последнее является непосредственной причиной, ослабляющей силу электростатического притяжения ионов в молекулах растворенного вещества. Поэтому в процессе растворения соли или щелочи за счет тепловых соударений происходит распад молекул на анионы и катионы. Если молекулы растворенного вещества в воде не диссоциируют на ионы, то раствор не является проводником. Например, водные растворы сахаров, глицерина – изоляторы. Результатом диссоциации является образование сольватов (гидратов), когда молекулы воды «обволакивают» ионы, образуя вокруг них сольватную оболочку (рисунок 1). Рисунок 1 Сольватные оболочки: а – катиона; б – аниона
Для возникновения электрического тока в электролите, необходимо в ванну с раствором электролита опустить электроды из проводящего материала (металл, уголь и т.п.), к которым подключить источник тока (рисунок 2). Такое устройство называется гальванической или электролитической ванной.
Рисунок 2 Электролитическая ванна: 1 - ванна с раствором медного купороса; 2 - катод; 3 – источник тока; 4 – анод; и - скорости положительных и отрицательных ионов На ион в электролите действуют две силы: сила со стороны электрического поля и сила сопротивления движению со стороны среды . Сила, действующая со стороны электрического поля, вычисляется по формуле: , (2) где - заряд иона, Кл; - напряженность электрического поля, . Сила , обусловленная взаимодействием молекул, окружающих ион, пропорциональна скорости : , (3) где - коэффициент сопротивления движению ионов в среде. При движении иона в электролите между силами быстро устанавливается равновесие и движение иона между электродами можно рассматривать как равномерное и прямолинейное, поэтому: . (4) Из (4) следует: . (5) Если обозначить , то . Коэффициент b называется подвижностью ионов. Физический смысл подвижности в том, что она характеризует скорость ионов в электролите при напряженности электрического поля Е = 1 . Так как ток в электролитах представляет собой упорядоченное движение ионов обоих знаков, обусловленное действием внешнего электрического поля, то плотность тока в электролите определяется выражением: , (6) где n + и - - концентрации катионов и анионов; + и -- - скорости их дрейфа, + и - - их заряды. Происходящие на катоде и на аноде окислительно-восстанови-тельные реакции подчиняются законам Фарадея. Первый закон: масса выделившегося на электроде вещества пропорциональна протекшему через электролит заряду:
, (7)
где - электрохимический эквивалент; I – сила тока, А; t - время, с. Электрохимические эквиваленты ряда элементов приведены в таблице 1.
Таблица 1 Значения электрохимических эквивалентов для некоторых веществ
Второй закон: электрохимические эквиваленты элементов прямо пропорциональны их химическим эквивалентам:
, (8) где F - число Фарадея (F= 96500 ); M – молярная масса выделившегося на электроде вещества; n – его валентность, - химический эквивалент. Продукты электровосстановления или электроокисления ионов электролита могут вступить в химические реакции с раствором вблизи электрода. Такие процессы называются вторичными реакциями. Все эти процессы находят применение в различных отраслях техники, многие из них используются также в медицине.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 506; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.149.214.32 (0.009 с.) |