Ток в жидкостях

Ток в жидкостях
1.Электролиты
2.Электролитическая диссоциация
3. Электролиз
4. Применение электролиза
Ток в жидкостях
• Жидкости по степени электропроводности
делятся на:
• диэлектрики (дистиллированная вода),
• проводники (электролиты),
• полупроводники (расплавленный селен).
Ток в жидкостях
• Электрический ток могут проводить
растворы солей и кислот, а также обычная
вода ( кроме дистиллированной).
• Электролиты -вещества, растворы
которых проводят электрический ток
• Примеры: растворы солей, кислот, щелочей
Ток в жидкостях
• В растворе молекулы растворяемого
вещества под действием растворителя
превращаются в положительные и
отрицательные ионы.
Ток в жидкостях
• Электролитическая диссоциация – распад
молекул вещества на ионы под действием
растворителя.
Ток в жидкостях
• Рекомбинация ионов
Наряду с диссоциацией в электролите
одновременно может происходить процесс
восстановления ионов в нейтральные молекулы.
• Между процессами электролитической
диссоциации и рекомбинации при неизменных
условиях устанавливается динамическое
равновесие.
Ток в жидкостях
Ионы под действием приложенного к раствору
электрического поля могут перемещаться:
отрицательные ионы - к положительному
электроду, положительные ионы – к
отрицательному электроду.
В электролите возникает
электрический ток.
Ток в жидкостях
Ток в жидкостях
• При прохождении тока через электролит на
электродах выделяются чистые вещества,
содержавшиеся в растворе.
• Это явление называется электролизом.
• Электролиз – выделение вещества на электродах
при прохождении через электролит тока.
• В результате действия электрического тока в
электролите происходят необратимые химические
изменения, и для дальнейшего поддержания
электрического тока его необходимо заменить на
новый.
Законы электролиза
• Закон электролиза:
масса вещества, выделившегося на
электродах прямо пропорциональна силе
тока, идущего через электролит и
времени прохождения тока
(прямо пропорциональна заряду q,
прошедшему через электролит за время t)
Законы электролиза
• 1833г. - Фарадей
• k - электрохимический эквивалент вещества,
численно равный массе вещества, выделившегося на
электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.
Законы электролиза
• Зная массу выделившегося вещества,
можно определить заряд электрона.
Применение электролиза
• Гальваностегия
• Для придания изделиям красивого внешнего вида,
прочности или для предохранения от коррозии, их
покрывают тонким слоем какого-либо металла:
никеля, хрома и др.
• Для этого изделие тщательно очищают,
обезжиривают и помещают как катод в
электролитическую ванну, содержащую соль того
металла, которым желают покрыть.
• Для более равномерного покрытия полезно
применять две пластины в качестве анода, помещая
изделие между ними.
Применение электролиза
• Гальваностегияпокрытие предметов слоем металла при
помощи электролиза.
Применение электролиза
• Археологические раскопки, относящиеся к
временам Парфянского царства, позволяют
допустить, что уже две тысячи лет тому
назад производилось гальваническое
золочение и серебрение изделий!
• Об этом говорят и находки, сделанные в
гробницах египетских фараонов.
Каирский музей
Каирский музей
Гальваностегия
Применение электролиза
• Гальванопластика- электролитическое
осаждение металла на поверхности какоголибо предмета для воспроизведения его
формы.
• Для этого с предмета сначала снимают слепок
(из воска или гипса) и покрывают его
токопроводящим слоем, например, слоем
графита.
• Подготовленный таким способом предмет
помещают в качестве катода в ванну с
раствором соли соответствующего металла.
Гальванопластика
• При включении тока металл из электролита
оседает на поверхности предмета.
• Гальванопластику используют для
изготовления неограниченного числа
точных копий того изделия,
с которого был снят слепок.
Применение электролиза
• Гальванопластика- применяется для получения
металлических копий предметов методами
электролиза.
• Также могут называться металлические предметы
полученные с помощью гальванических
покрытий.
• Толщина металлических
осадков, наносимых при
гальванопластике,
составляет 0.25-2 мм.
Гальванопластика
• Наибольшее распространение гальванопластика
получила для изготовления точных художественных
копий небольших скульптур и ювелирных изделий;
• в технике - производство грампластинок, печатных
валков, металлических изделий с микронными
параметрами.
• Основное применение в гальванопластике имеет медь
(а также железо, никель, серебро, золото, олово, хром и
др.)
• Копию от оригинала отделяют либо по специально
наносимому барьерному слою, либо удалением (
расплавлением, химическим растворением) оригинала.
Гальванопластика
• Поверхность копируемого изделия должна быть
электропроводной.
• В противном случае - наносят различными
способами проводящее покрытие. Чаще всего это
втирание графита в восковой подслой или
химическое восстановление металлов на
поверхности оригинала.
• Не смотря на появление новых технологий,
гальванопластика остается наиболее
востребованным методом получения точных
металлических копий небольших художественных
предметов.
Применение электролиза
• Металлизировать можно предметы из дерева, листья
растений, кружева, мертвых насекомых.
• Сначала надо сделать эти предметы жесткими, а для этого
подержать их некоторое время в расплавленном воске.
• Затем равномерно покрыть слоем графита ( например, потерев
карандашным грифелем), чтобы сделать их проводящими и
опустить в качестве электрода в гальваническую ванну с
электролитом, пропуская через него некоторое время эл. ток.
• Через какое-то время на этом электроде
выделится металл, содержащийся
в растворе, и равномерно
покроет предмет.
Применение электролиза
• Рафинирование - очистка от примесей с
помощью электролиза;
Рафинирование
• Электрохимический метод применяется для
рафинирования и очистки многих металлов
(около 80 % выпускаемого никеля и
значительная часть кобальта).
• При этом получается металл чистотой 99,99 %
(никель) и 99,6 % (кобальт). При повторном
рафинировании чистота металла повышается
до 99,9999 %.
• Электролитическое рафинирование
применяется также для получения чистого
серебра (99,99 %) и золота (99,95 %).
Рафинирование (очистка) меди
• Медь, применяемая в электро- и радиотехнике для
изготовления проводников, должна быть чистой, поскольку
примеси уменьшают электропроводность.
• Для очистки меди от примесей в электролитическую ванну
заливают раствор сульфата меди II (устаревшее название –
медный купорос) и опускают две пластины: анод – толстую
пластину из неочищенной меди и катод – тонкий лист из чистой
меди.
• При пропускании электрического тока анод постепенно
растворяется, примеси выпадают в осадок, а на катоде оседает
чистая медь.
• Аналогичным способом получают и другие чистые металлы –
никель, свинец, золото.
Электрометаллургия
• Электролитическим путём в промышленности получают
многие металлы: алюминий, медь, магний, хром, титан
и др.
• Например, для получения чистого алюминия в
специальную металлическую ванну вливают
расплавленную при 900 °С руду, содержащую
алюминий в химически связанном виде (обычно в виде
оксидов).
• В ванну опускают угольные стержни, которые служат
анодами, а сама ванна – катодом.
• При прохождении тока через расплав на дне ванны
выделяется жидкий алюминий, который сливают через
отверстие внизу ванны.
Гальванополировка
• Если резное металлическое изделие поместить в раствор
электролита и включить ток, то наиболее сильное
электрическое поле образуется у микроскопических
выступов на поверхности этого изделия.
• Если оно подключено к «+» источника тока, то наиболее
интенсивно ионы металла будут «вырываться» именно из
выступов, и поверхность металла выровняется.
Электрофорез
• (от греч. «форезис» – перенесение), это лечебная
процедура.
• Электроды накладывают на тело человека. Между
телом и электродом помещают бумагу или ткань,
пропитанную электропроводящим лекарственным
препаратом.
• При включении тока начинается движение
заряженных частиц из бумаги или ткани в кожу, а
затем в тело человека.
• Так происходит процесс ввода лекарств, скорость
которого можно регулировать, изменяя силу тока.
Электрофорез
ОПЫТЫ С ЭЛЕКТРОЛИТАМИ
1. Если взять раствор медного купороса, собрать
электрическую цепь и опустить электроды (
графитовые стержни от карандаша) в раствор, то
лампочка загорится. Есть ток!
2.Повторите опыт, заменив электрод, соединенный
с минусом батарейки на алюминиевую пуговицу.
Через какое-то время она станет «золотой», т.е.
покроется слоем меди.
Это явление гальваностегии.
ОПЫТЫ С ЭЛЕКТРОЛИТАМИ
3. Нам понадобятся: стакан с крепким
раствором поваренной соли, батарейка от
карманного фонарика, два кусочка медной
проволоки длиной примерно 10 см.
Зачистите концы проволоки мелкой
наждачной шкуркой. Подсоедините к каждому
полюсу батарейки по одному концу
проволочек. Свободные концы проволочек
опустите в стакан с раствором.
Вблизи опущенных концов проволоки
поднимаются пузырьки !
СДЕЛАЙ САМ !

Изготовьте измерительный прибор - тестер
для определения, является ли вещество
проводником электрического тока.
Для этого нужны батарейка, лампа от карманного
фонарика и соединительные провода.
Замкните собранную электрическую цепь на
исследуемый проводник и по наличию или
отсутствию свечения лампы определите, является
ли вещество проводником.
СДЕЛАЙ САМ !
Металлический чайник и алюминиевый стакан от
калориметра соедините проводниками с гальванометром.
В чайник налейте воду, в которой растворите немного
соли. Начните тонкой струйкой переливать соленую воду
из чайника в стакан, гальванометр покажет наличие
электрического тока. Изменяя длину и толщину струи,
проследите
за изменением
силы тока.
Почему???
При устройстве заземления хорошо провод зарыть на
глубину до 2,5 м. Однако в полевых условиях
сделать это не всегда представляется возможным.
Поэтому заземление часто делают в виде штыря, забитого
в землю. Почему в этом случае полезно место заземления
полить соленой водой?
Это важно знать!!!
• При возникновении пожара в
электроустановках нужно немедленно
отключить рубильник.
• Огонь, вызванный током, НЕЛЬЗЯ гасить водой
или обычным огнетушителем, т.к. струя воды
является проводником и может снова
замкнуть цепь и восстановить причину
пожара.
• В этом случае необходимо применять сухой
песок или пескоструйный огнетушитель.
ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ ТЕЛО - ПРОВОДНИК
ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
• Если случайно человек окажется под напряжением,
то возможна травма или даже смерть.
• При работе с электроцепями :
- нельзя одновременное двумя руками прикасаться
к оголенным проводам.
- нельзя прикасаться к оголенному проводу, стоя на
земле или на сыром ( даже цементном или
деревянном) полу.
- нельзя пользоваться неисправными
электрическими приборами.
- нельзя ремонтировать электрический прибор, не
отключив его от источника тока.
• Спасибо за внимание!