Elektrický proud v kapalinách
• Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
• Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/21. 0418• Číslo klíčové aktivity: III/2• Název klíčové aktivity: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Mgr. Andrea Cahelová
Elektrické jevy
Elektrolyty Kapaliny, které vedou elektrický proud Např. roztoky kyselin, solí…
Vodivost kapalin je podmíněna existencí volně pohyblivých iontů – IONTOVÁ VODIVOST.
+
anoda katoda
Na+
Cl-
Elektrody s roztokem soli
- mezi elektrodami se jejich zapojenímke zdroji napětí vytvoří elektrické pole.
- vlivem el. pole se začnou ionty pohybovatuspořádaně – kationty ke katodě, anionty ke anodě
- přisypáním soli se začnou uvolňovat iontyz krystalu soli – elektrolytická disociace
Elektrolýza
Do vodného roztoku síranu měďnatého vložíme měděnou anodu a uhlíkovou katodu:
- zapojením elektrod ke zdroji napětí se dojde k pokrytí uhlíkové elektrody mědi
- Využití – pokovování
Např. platinové elektrody vložíme do roztoku kyseliny sírové:
- po zapojení obvodu dojde k uvolnění vodíku na katodě, kyslíku na anodě
- Využití – ekologický zdroj napětí
Faradayovy zákony
Při vedení el. proudu elektrolytem dochází k vylučování látek na elektrodách – elektrolýza. Z kationtů a aniontů se pak stávají opět neutrální atomy.
Tyto jevy prozkoumal anglický fyzik M. Faraday
1. F Z : Hmotnost vyloučené látky při elektrolýze je přímo úměrná náboji, který prošel elektrolytemm Qm = A Q Q = I t
m = A I t
A … elektrochemický ekvivalent, konstanta uvedená v tabulkách, např.
Aag = 1,118 10-6 kg/C
2. Faradayův zákon
A = Mm
F
F… Faradayova konstanta, Mm … molární hmotnost,
… počet elementárních atomů potřebných k vyloučení jedné molekuly
F = Na e = 6,022 * 1023 * 1,602 * 10-19 = 9,65 * 104 C/mol
2. FZ: Elektrochemický ekvivalent látky je roven podílu molární
hmotnosti látky a součinu Faradayovy konstanty a počtu
elementárních částic potřebných k vyloučení jedné molekuly.
Voltampérová charakteristika elektrolytického vodiče
1. Roztok síranu měďnatého + měděné elektrody:
- Lineární závislost proudu na napětí.
- Platí Ohmův zákon a odpor splňuje vztah: R = l / S.
- Odpor elektrolytu s rostoucí teplotou klesá.
2. Roztok kyseliny sírové + platinové elektrody:
- Při malém napětí zdroje je proud v elektrolytu nepatrný.
- Závislost je lineární až po překročení rozkladného napětí Ur. (příčina – elektrická dvojvrstva, vzniklá chemickou reakcí na elektrodě)
I
UUr
1
2