|
Ток, проходя по жидким проводникам, разлагает их
на составные части. Поэтому жидкие проводники называют электролитами.
Разложение электролитов под действием электрического тока называется
электролизом. Электролиз проводят в гальванических ваннах. Гальваническая
ванна представляет собой сосуд, куда налита жидкость – электролит,
подвергающаяся разложению током.
В сосуд с электролитом опускают две пластины (например, угольные),
которые будут являться электродами. Присоединим отрицательный полюс
источника постоянного тока к одному электроду (катоду), а положительный
полюс – к другому электроду (аноду) и замкнем цепь. Явление электролиза
будет сопровождаться выделением вещества на электродах. При электролизе
водород и металлы всегда выделяются на катоде. Отсюда следует, что
происхождение тока по жидким проводникам связано с движением атомов
вещества.
Нейтральная молекула вещества, попадая в растворитель, распадается
(диссоциируется) на части – ионы, несущие на себе равные и противоположные
электрические заряды. Это объясняется тем, что сила взаимодействия
между зарядами, помещенными в среду с электрической проницаемостью
е, уменьшается в е раз. Поэтому силы, связывающие молекулу вещества,
находящуюся в растворителе с большой электрической проницаемостью,
ослабевают и достаточно тепловых соударов молекул, чтобы они начали
делиться на ионы,т. е. диссоциировать.
Наряду с диссоциацией молекул в растворе происходит обратный процесс
– воссоединение ионов в нейтральные молекулы (молизация).
Кислоты диссоциируют на положительно заряженные ионы водорода и
отрицательно заряженные ионы кислотного остатка. Щелочи диссоциируют
на ионы металла и ионы водного остатка. Соли диссоциируют на ионы
металла и ионы кислотного остатка.
Если приложить к электродам постоянное напряжение, то между электродами
образуется электрическое поле. Положительно заряженные ионы будут
двигаться по направлению к катоду, отрицательно заряженные ионы
– к аноду. Достигая электродов, ионы нейтрализуются.
Явление электролиза с количественной и качественной стороны исследовано
фарадеем. Им установлено, что количество вещества, выделяющегося
при электролизе на электродах, пропорционально току и времени его
прохождения, или, иначе говоря – количеству вещества, протекшего
через электролит. Это первый закон фарадея.
Один и тот же ток, проходя одинаковое время через различные электролиты,
выделяет на электродах различное количество вещества. Количества
вещества в миллиграммах, выделяемое на электроде током в 1А в течение
1с, называется электрохимическим эквивалентом и обозначается б.
Первый закон Фарадея выражается формулой: m=a/t.
Химическим эквивалентом (m) вещества называется отношение атомного
веса (А) к валентности (n): m = А/n. Второй закон Фарадея показывает,
от каких свойств вещества зависит величина его электрохимического
эквивалента.
Электролиз нашел широкое применение в технике. 1. Покрытие металлов
слоем другого металла при помощи электролиза (гальваностегия). 2.
Получение копий с предметов при помощи электролиза (гальванопластика).
3. Рафинирование (очистка) металлов.
|
