Upload
zayit
View
101
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ TEKUĆINE. Elektrolitička disocijacija. čista destilirana voda izolator. otopine kiselina, lužina ili soli = elektroliti pozitivni i negativni ioni vo đenje struj e. elektroliza = stvaranje pozitivnih i negativnih naboja pod djelovanjem električnog polja. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ TEKUĆINE
Elektrolitička disocijacija
disocirana tekućina sadrži pozitivno (kationi) i negativno (anioni) nabijene ione
ion najviše toliko naboja kolika je valentnost ( ) tog iona
(A) nveI n - broj iona - valencijae - elementarni naboj elektrona (1,602 10 -19 C)
elektrolitička disocijacija = stvaranje pozitivnih i negativnih iona bez električnog polja
elektroliza = stvaranje pozitivnih i negativnih naboja pod djelovanjem električnog polja
otopine kiselina, lužina ili soli = elektroliti pozitivni i negativni ioni vođenje struje
čista destilirana voda izolator
anioni - nemetali (kiselinski ili lužinski ostatak - SO4, OH)
kationi - metali, vodik
ioni u pokretu = struja
Faradayev zakon - ukupna prenesena masa elektrodi
struja iona prijenos mase
e
mA
1
elektrokemijski ekvivalent iona
(kg) AQAItm
kg
A - elektrokemijski ekvivalent u kg/CQ - električni naboj u C,
izlučena masa prolazom struje kroz elektrolit proporcionalna je elektrokemijskomekvivalentu i količini elektriciteta
e
tImtnmm
1
1 m1 - masa iona u kgt - vrijeme u se - električki naboj jednog iona
izlučena masa u molima (metali gram-atomimi, spojevi gram-molekule)
a to je Faradayeva konstanta
Tu količinu elektriciteta nazivamo farad (F), gdje je 1F = 96489 C
(C/mol) 96489NeQ
jedan mol (količina tvari) = masa u gramima (jednaka molekularnoj težini) uz jednak broj molekula svaki mol prenosi jednaku količinu elektriciteta
(naboj od jednog elektrona po molekuli) 1 mol može prenjeti
prijenos mase - presvlačenje metalom (galvanizacija)
- elektroliza (iz glinice Al; čisti bakar)
(Broj molekula u molu određen je Avogadrovim brojem N = 6,022 1023)
I
UR
dE
Elektrokemijski elementi - primarni
polarizacija anoda (-SO2 ) katoda (+H2 )
I
EUR
pdE
kao različiti materijali
izvor
primarni elementi (izvori) - elektrolitička disocijacija - suzbijanje polarizacije (nereverzibilna) - vijek trajanja
sekundarni elementi (izvori) - polarizacija (reverzibilna) stvara razliku potencijala (akumulatori) polarizacija - punjenje depolarizacija - pražnjenje
PbSO4 PbSO4
U=Eo+pRa
anoda PbSO4 +SO4 + H2O PbO2 + 2H2SO4
Olovni akumulatori
PUNJENJE
anoda+katoda PbSO4 +H2SO4 + 2H2O + PbSO4 PbO2 + 3H2SO4 + Pb
katoda PbSO4 +2 H Pb + H2SO4
prazangustoća = 1,1 g/cm3
pungustoća = 1,285 g/cm3
Ipr=Eo/(R+Ra)
anoda PbO2 + 2H + H2SO4 PbSO4 + 2H2OPRAŽNJENJE
anoda+katoda PbO2 + H2SO4 + Pb 2PbSO4 + 2H2O
katoda Pb + SO4 PbSO4
prazangustoća = 1,1 g/cm3
pungustoća = 1,285 g/cm3
(Fe)
Alkalni akumulatori
(Fe)
PUNJENJE
U=Eo+ IpRa(Fe)
anoda 2Ni(OH)2 2Ni(OH)3
katoda Cd(OH)2 Cd ili Fe(OH)2 Fe anoda + katoda
2Ni(OH)2 + KOH+Cd(OH)2 2Ni(OH)3 + KOH + Cd ili
2Ni(OH)2 + KOH+Fe(OH)2 2Ni(OH)3 + KOH + Fe
(Fe)Fe
Fe (OH2)
anoda 2Ni(OH)3 2Ni(OH)2
katoda Cd Cd(OH)2 ili Fe Fe(OH)2
anoda + katoda
2Ni(OH)3 + KOH + Cd 2Ni(OH)2 + KOH + Cd(OH)2
ili
2Ni(OH)3 + KOH + Fe 2Ni(OH)2 + KOH + Fe(OH)2
kalijeva lužina - izvor iona za provođenje struje – nema promjene gustoće
PRAŽNJENJE
U=Epr- IprRa
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ VAKUUM
napon na elektrone potencijalna energija kinetička
Q=1,602 10-19 Cme=9,107 10-31 kgU=napon V
brizna koju postižu elektroni
v= 0,5931 106 U1/2 ~ 0,6 106 U1/2
)s(kgm 2
122
vmUQ e
izvor elektrona
ELEKTRIČNA STRUJA KROZ PLINOVE
tlak > atmosferskog (visokotlačne žarulje, komore za prekidanje luka)
tlak = atmosferskom (atmosferka pražnjenja - električni luk, korona)
tlak = 10-1 atmosferskog (neonske i fluorescentne svjetiljke)
tlak = 10-5 atmosferskog (živini usmjerivači)
tlak = 10-8 atmosferskog (vakuum, elektronske cijevi - zaostale molekule)
tlak plina jedan od bitnih parametara za uvjete toka elektrona kroz plin
kemijska reakcija plina na elektrode inertni plinovi
tok elektrona brojni sudari električki nabijenih čestica i molekula plina
atom - apsorbira, prenosi, predaje energiju
energiju uzima od drugog atoma ili predaje drugom atomu plina
elektrode i stijenke uređaja (atomi) primaju i davaju energiju
atom (molek.) plina može imati i prenositi potencijalnu i kinetičku energiju
- uzbuđeno stanjedovođenje energije atomu - metastabilno stanje - ionizacija
svi elektroni na najnižim razinama normalno stanje
energija unutar atoma potencijalna energija
vezani elektroni u višu ljusku uzbuđeno stanje (n kvanta u J)
minimalna energija uzbude živina para - 7,52 10-19Jhelij - 31,52 10-19J
vezani elektron natrag foton (ispuštanje energije - zračenje)
područja zračenja - rendgensko, ultravioletno, vidljivo, infracrveno, NF elemag.
trajanje uzbuđenog stanja ~ 10-8s
frekvencija zračenja (Hz) h
qf E
qE - količina energijeh - Planckova konstanta 6,6256 10-34 Js
vezani elektron u višoj ljusci - sam ne oslobađa foton metastabilno stanje
trajanje metastabilnog stanja ~ 10-1s
prenos energije na velike udaljenosti - jedan od bitnih činilaca provođenja struje plinovima
predavanje energije drugom atomu plina, elektrodi ili stijenci (granica prostora)
elektron se oslobađa atoma ionizacija
pozitivni ion - masa ~ masi atomanaboj = naboj elektrona ali suprotnog predznaka
slobodni elektron i pozitivni ion moguće neovisno kretanje
elektično polje slobodni elektron i pozitivni ion - usmjerno i ubrzano kretanje
masa u kretanju kinetička energija
sudar pozitivnog iona i elektona atom normalnog stanja + energija (zagrijavanje)
negativni ion - masa ~ masi atoma naboj = n naboja elektrona
(inertni plinovi, živine pare)
kisik veže na sebe elektrone i smanjuje vodljivost prostora
vlastita energija negativnog iona << vlastita energija pozitivnog iona
minimalna energija ionizacije živina para - 16,64 10-19Jhelij - 139,2 10-19J
u zraku pod atmosferskimtlakom (slobodniprostor) - linearno
u vakuumu – udaljenostna 4/3 (zbog negativnog
prostornog naboja elektronau području katode)
plinske cijevi - pozitivni prostorni naboj
Prostorna raspodjela potencijala
Plinska trioda
umetnuta rešetka
kad cijev provede rešetka više ne djeluje
prednaponom se određuje početak vođenja
Fluorescentne cijevi
žarne niti prvo zagrijavaju prostor cijevi isparavanje žive živine pare
žarne niti elektrode (izmjeničan napon > od napona paljenja) stvaranje plazmepo cijeloj dužini ultravioletno zračenje uzbuđivanje premaza fluorescentni
premaz vidljivo svijetli
vidljivi spektar frek. el.mag. zračenja 4·1014 Hz (crveno) do 7,5·1014 Hz (ljubičasto)
brzina el.mag. valova u slobodnom prostoru 3·108 m/s
elektroni samo određene razine energije u atomskoj strukturi
(J) fhWWW kpq
Wq - energija dovedena elektronu (prije zračenja) u JWp - početna energija (prije zračenja) u JWk - konačna energija (nakon zračenja) u Jh - Planckova konstantaf - frekvencija zračenja u Hz
minimalna energija uzbuđivanja atoma žive - 7,44·10-19 Jminimalna energija uzbuđivanja atoma natrijuma - 3,344·10-19 J
Hz 102311106246
10447 1434
19
,,
,f )Hg( Hz 10055
106246
103443 1434
19
,,
,f )Na(
natrijske svjetiljke bez premazaživine svjetiljke - boja svijetla ovisi o unutarnjem premazu (prah)
Rendgenske cijevi
elektroni udaraju u antikatodupod nekim kutem
zbog apsorpcije njihove kinetičkeenergije elektromagnetskozračenje okomito na površinu
frekvencija elektromagnetskog zračenja - 1018 - 1022 Hzizmeđu ultravioletnog svjetla i gama-zraka (dijelom se prekriva s oba područja)
ne utječe na promjenustrukture i energije atoma