вопрос15

вопрос15

Электрические токи в жидкости. Электролит. Законы электролиза (законы Фарадея). 

В отношении своих электрических свойств жидкости отличаются большим многообразием. Расплавленные металлы, как и металлы в твердом состоянии, имеют высокую электропроводность, связанную с большой концентрацией свободных электронов.

Многие жидкости, например чистая вода, спирт, керосин, являются хорошими диэлектриками, поскольку их молекулы электронейтральны и в них отсутствуют свободные носители заряда.

Электролиты. Особый класс жидкостей составляют так называемые электролиты, к которым относятся водные растворы неорганических кислот, солей и оснований, расплавы ионных кристаллов и т. д. Для электролитов характерно наличие высоких концентраций ионов, обусловливающих возможность прохождения электрического тока. Эти ионы возникают при плавлении и при растворении, когда под влиянием электрических полей молекул растворителя происходит разложение молекул растворяемого вещества на отдельные положительно и отрицательно заряженные ионы. Такой процесс называется электролитической диссоциацией.

Закон Фарадея.

Каждый ион обладает электрическим зарядом, кратным элементарному заряду е. Другими словами, заряд иона равен , где — целое число, равное валентности соответствующегохимического элемента или соединения. Пусть при прохождении тока на электроде выделилось ионов. Их заряд по абсолютной величине равен Положительные ионы достигают катода и их заряд нейтрализуется электронами, притекающими к катоду по проводам от источника тока. Отрицательные ионы подходят к аноду и такое же количество электронов уходит по проводам к источнику тока. При этом по замкнутой электрической цепи проходит заряд 

Обозначим через массу вещества, выделившегося на одном из электродов, а через  массу иона (атома или молекулы). Очевидно, что, следовательно,  Умножив числитель и знаменатель этой дроби на постоянную Авогадро  получимгде  — атомная или молярная масса,  постоянная Фарадея, определяемая выражениемИз (4) видно, что постоянная Фарадея имеет смысл «одного моля электричества», т. е. это суммарный электрический заряд одного моля элементарных зарядов: 

Формула (3) содержит оба закона Фарадея. Она говорит о том, что масса выделившегося при электролизе вещества пропорциональна прошедшему по цепи заряду (первый закон Фарадея): Коэффициент  называется электрохимическим эквивалентом данного вещества и выражается в

килограммах на кулон  Он имеет смысл обратной величины удельного заряда иона.Электрохимический эквивалент к пропорционален химическому эквиваленту вещества  (второй закон Фарадея).