40. Ток в электролитах

Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Вода и кристаллы хлорида меди практически не проводят электрический ток. Раствор хлорида меди в воде является хорошим проводником. При прохождении электрического тока через водный раствор хлорида меди у положительного электрода, называемого анодом, выделяется газообразный хлор. На отрицательном электроде, называемом катодом, выделяется медь.

Изменение химического состава раствора или расплава при прохождении через него электрического тока, обусловленное потерей или присоединением электронов ионами, называется электролизом.

Фарадей установил, что при прохождении электрического тока через электролит масса m вещества, выделившегося на электроде, пропорциональна заряду , прошедшему через электролит:

, (47.1)

или

, (47.2)

где I — сила тока; — время пропускания тока через электролит.

Выражения (47.1) или (47.2) называются законом электролиза. Коэффициент пропорциональности k в этих выражениях называется электрохимическим эквивалентом вещества.

Некоторые ткани животного организма обладают электрическими свойствами, то есть обнаруживают при известных условиях электрические токи, которые могут быть легко определены о помощью электроизмерительных аппаратов. Эти токи наблюдаются, главным образом, в мышцах, нервах и железах, но и другие ткани животного организма и даже все тело животного представляют довольно резкие, хотя еще недостаточно изученные электрические явления.

Первичные процессы при гальванизации

Важным физико-химическим процессом, происходящим в тканях под действием постоянного тока, считается изменение ионной коньюнктуры (количественного и качественного соотношения ионов в тканях). Под действием приложенного электрического поля положительно заряженные ионы двигаются к катоду (отрицательно зараженному электроду), а отрицательно заряженные ионы - к аноду (положительно заряженному электроду). Поскольку физико-химические свойства ионов различны, скорость их перемещения в тканях будет неодинакова. Таким образом возникает ионная ассиметрия, влияющая на жизнедеятельность клеток. Проявлением ионной ассиметрии является преобладание одновалентных положительных ионов калия и натрия на катоде и двухвалентных положительных ионов кальция и магния на аноде. В результате в области отрицательно заряженного электрода возникает резко выраженная гиперемия (раздражающее действие), увеличение проницаемости мембран, повышение уровня обменных процессов, а также возбудимости нервных окончаний. Под положительно заряженным электродом в свою очередь отмечается успокаивающее действие.

При гальванизации увеличивается активность ионов в ткани, в результате чего повышается ее физиологическая активность. Стимулирующий эффект гальванизации частично основан на данном явлении.

Явление электрической поляризации (скопления у мембран противоположно заряженных ионов с образованием электродвижущей силы, противоположной по направлению приложенного напряжения) играет важную роль среди первичных механизмов действия гальванизации. Это явление вызывает изменение гидратации клеток и проницаемости мембран и влияет на процессы диффузии и осмоса. Явление электрической поляризации сохраняется в течении нескольких часов после проведения процедуры гальванизации.

Электрофорез применяют в медицине для анализа белкового состава сыворотки крови и желудочного сока. Кроме того, этот метод позволяет разделять не только белки, но и нуклеиновые кислоты, аминокислоты, стерины и другие биологические вещества.

Постоянный ток используется в лечебной практике также и для введения лекарственных веществ через катод или слизистые оболочки. Этот метод получил название электролиза лекарственных веществ.

Для этой цели поступают так же, как и при гальванизации, но прокладку активного электрода смачивают раствором соответствующего лекарственного вещества. Лекарство вводят с того полюса, зарядом которого оно обладает, анионы вводят с катода, катионы - с анода.