Я пронаблюдала действие электрического тока в химическом

МАОУ «Гимназия№1»
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ХИМИЧЕСКИХ
РАСТВОРАХ. ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКА.
Выполнила ученица 8 «А» класса
Кулиева Динара
Руководитель: Иванчук М.А.
Саратов 2012
ВВЕДЕНИЕ
Потребности современного общества в
электроэнергии удовлетворяются за счет сети
электропередач. Однако в технике и быту постоянно
растет число таких приборов, для которых требуются
автономные, малогабаритные, легкие и надежные
источники тока. Химические источники прочно вошли
в нашу жизнь. Они бывают самых разных форм и
размеров, но обладают общим свойством –
способностью превращать химическую энергию в
электрическую.
Практический интерес представляет изучение
простейших гальванических элементов в
лабораторных условиях, выявление закономерности
происходящих процессов, а также возможные
варианты использования самостоятельно
изготовленных химических источников тока в
нестандартных ситуациях
На основе выше изложенного мы делаем вывод об
актуальности темы исследования.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В
ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
 1.Проанализировать литературу по теме исследования.
 2.Изучить историю развития знаний о химических источниках тока.
 3.Провести эксперимент.
 4.Разработать рекомендации по использованию химических
источников тока.
1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ УЧЕНИЯ О
ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКАХ ТОКА
 Химическими источниками тока называют устройства,
в которых энергия протекающих в нем химических
реакций непосредственно превращается в
электрическую энергию.
 До изобретения гальванических элементов
единственным источником электричества были
электростатические машины. В этих машинах
электрический заряд возникает за счет трения. Затем
появились индукционные машины, в которых заряды
появлялись на вращающихся в противоположные
стороны стеклянных дисках и накапливались на двух
металлических шарах – разрядниках. Когда
напряжение на разрядниках превышает напряжение
пробоя воздуха, проскакивает искра, и слышен треск;
аналогичное явление происходит в большом
масштабе и при разряде «настоящей» молнии.
Однако эти машины не могли давать ток в течение
хотя бы нескольких секунд.
 Первый химический источник тока был
изобретен итальянским ученым
Алессандро Вольта в 1800 году. Это был
элемент Вольта – сосуд с соленой водой
с опущенными в него цинковой и медной
пластинками, соединенными проволокой.
Затем ученый собрал батарею из этих
элементов, которая впоследствии была
названа Вольтовым столбом. Это
изобретение затем использовали другие
ученые в своих исследованиях.
КЛАССИФИКАЦИЯ
По возможности или невозможности повторного использования химические источники
тока делятся на:
 Гальванические элементы (первичные ХИТ), которые из-за необратимости
протекающих в них реакций невозможно перезарядить;
 Электрические аккумуляторы (вторичные ХИТ) – перезаряжаемые гальванические
элементы, которые с помощью внешнего источника тока (зарядного устройства)
можно перезарядить;
 Топливные элементы – устройства, подобные гальваническому элементу, но
отличающиеся от него тем, что вещества для электрохимической реакции подаются
в него извне, а продукты реакций удаляются из него, что позволяет ему
функционировать непрерывно.
Следует заметить, что деление элементов на гальванические и аккумуляторы до
некоторой степени условное, так как некоторые гальванические элементы,
например щелочные батарейки, поддаются перезарядке, но эффективность этого
процесса крайне низка.
«НАБЛЮДЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА»
Цель работы:
1.исследование зависимости электропроводности раствора от его
концентрации;
2.Наблюдение химических реакций в растворе при прохождении через
него электрического тока.
Оборудование:
 источник электропитания, амперметр, кювета с медным и
цинковым электродами, ключ, стакан с водой, поваренная соль,
стеклянная палочка.
ХОД РАБОТЫ
 1.Я собрала экспериментальную установку, изображенную на рисунке.
 2.Я налила воду в кювету, замкнула ключ и определила,
какую силу тока показывает амперметр.
𝐼1 = 0,1𝐴
 3.Затем я разомкнула цепь и добавила соль в кювету.
Замкнула ключ. Посмотрев показания амперметра, я снова
разомкнула цепь и добавила еще соли. Проделав эту
операцию несколько раз, я получила следующие показания
амперметра:
𝐼2 = 0,2𝐴
𝐼3 = 0,3𝐴
𝐼4 = 0,6𝐴
Из проведенного мной опыта можно сделать вывод, что
электропроводность раствора прямо пропорциональна его
концентрации.
Я пронаблюдала действие электрического тока в химическом растворе, а
именно:
 Обнаружила появление пузырьков водорода вблизи цинкового электрода
 Заметила растворение меди на втором электроде и, следовательно, изменение
цвета раствора.
𝑁𝑎𝐶𝑙 ⇆ 𝑁𝑎+ + 𝐶𝑙 −
ЛИМОН-БАТАРЕЙКА
 Существует опыт, который каждый
может проделать у себя дома.
 Достаньте медную монету, лимон,
оцинкованный гвоздь и медную
проволоку. Сожмите лимон, чтобы
он стал мягким. Затем сделайте
два маленьких разреза и вставьте в
них гвоздь и монету, присоединив
к ним небольшие кусочки
проволоки. Если лизнете
проволоку, почувствуете легкий
удар током.
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ
 В этой самодельной гальванической батарее покрытый цинком
гвоздь действует как отрицательный электрод, а покрытая медью
монета – как положительный. Электролитом является лимонный
сок, его положительно заряженные ионы водорода
взаимодействуют с цинком:
𝑍𝑛 + 2𝐻 + ⇒ 𝑍𝑛2+ + 𝐻2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
 Для изготовления гальванических элементов необходимо два
разнородных металла и электролит, куда опускаются электроды из
металла. В качестве электролита можно использовать растворы
хлорида натрия, медного купороса, а также сырые овощи и фрукты.
 В роли простейшего гальванического элемента может выступать
конструкция, сделанная из подручных средств. Такое устройство
может оказаться необходимым в случае, когда нет возможности
воспользоваться привычным источником питания. Мощность таких
устройств очень мала, но соединив последовательно несколько
подобных элементов можно получить необходимое напряжение.