Ano ang tinatawag na electric current sa kahulugan ng mga likido. Agos ng kuryente sa mga likido. Paggalaw ng mga singil, anion cations. electric current sa solusyon. mga electrolyte

Ang mga likido na conductor ay kinabibilangan ng mga natutunaw at electrolyte na solusyon, i.e. salts, acids at alkalis.

Kapag ang mga electrolyte ay natunaw sa tubig, ang kanilang mga molekula ay nasira sa mga ions - electrolytic dissociation. Ang antas ng dissociation, i.e. ang bahagi ng mga molekula sa isang solute na nabulok sa mga ion ay nakasalalay sa temperatura, konsentrasyon ng solusyon, at mga katangian ng elektrikal ng solvent. Sa pagtaas ng temperatura, ang antas ng dissociation ay tumataas at, dahil dito, ang konsentrasyon ng positibo at negatibong sisingilin na mga ion ay tumataas. Ang mga ions ng iba't ibang mga palatandaan, kapag nagkikita, ay maaaring muling magkaisa sa mga neutral na molekula. Ang prosesong ito ay tinatawag na recombination. Sa ilalim ng pare-parehong mga kondisyon, ang isang dinamikong ekwilibriyo ay itinatag sa solusyon, kung saan ang bilang ng mga molekula na nabubulok sa mga ion bawat segundo ay katumbas ng bilang ng mga pares ng mga ion na muling nagsasama sa mga neutral na molekula sa parehong oras.

Kaya, ang mga carrier ng libreng bayad sa mga conductive na likido ay positibo at negatibong mga ion. Kung ang mga electrodes na konektado sa isang kasalukuyang pinagmumulan ay inilalagay sa isang likido, ang mga ion na ito ay magsisimulang gumalaw. Ang isa sa mga electrodes ay konektado sa negatibong poste ng kasalukuyang pinagmulan - ito ay tinatawag na katod - ang isa ay konektado sa positibo - ang anode. Kapag nakakonekta sa isang kasalukuyang pinagmumulan, ang mga ions sa isang electrolyte solution, ang mga negatibong ion ay nagsisimulang lumipat patungo sa positibong elektrod (anode), at mga positibong ion, ayon sa pagkakabanggit, patungo sa negatibo (cathode). Iyon ay, ang isang electric current ay itinatag. Ang ganitong kondaktibiti sa mga likido ay tinatawag na ionic, dahil ang mga ion ay mga tagadala ng singil.

Kapag ang kasalukuyang pumasa sa electrolyte solution sa mga electrodes, ang isang substance ay inilabas na nauugnay sa redox reactions. Sa anode, ang mga negatibong sisingilin na ion ay nag-donate ng kanilang mga dagdag na electron (oxidative reaction), at sa cathode, tinatanggap ng mga positibong ion ang mga nawawalang electron (reduction reaction). Ang prosesong ito ay tinatawag na electrolysis.

Sa panahon ng electrolysis, ang isang sangkap ay inilabas sa mga electrodes. Ang pag-asa ng masa ng inilabas na sangkap m sa lakas ng kasalukuyang, ang oras ng pagpasa ng kasalukuyang at ang sangkap mismo ay itinatag ni M. Faraday. Ang batas na ito ay maaaring makuha sa teorya. Kaya, ang masa ng inilabas na substansiya ay katumbas ng produkto ng masa ng isang ion m i sa bilang ng mga ion N i na umabot sa elektrod sa panahon ng Dt. Ang masa ng isang ion, ayon sa pormula para sa dami ng isang sangkap, ay katumbas ng m i \u003d M / N a, kung saan ang M ay ang molar mass ng sangkap, ang N a ay ang pare-pareho ng Avogadro. Ang bilang ng mga ion na nakarating sa elektrod ay N i =Dq/q i, kung saan ang Dq ay ang singil na dumaan sa electrolyte sa panahong Dt (Dq=I*Dt), q i ang singil ng ion, na tinutukoy sa pamamagitan ng valency ng atom (q i = n*e, kung saan ang n ay ang valency ng atom, e ang elementary charge). Ang pagpapalit sa mga formula na ito, makuha namin na m=M/(neN a)*IDt. Kung tinutukoy natin ng k (proportionality factor) =M/(neN a), mayroon tayong m=kIDt. Ito ay isang mathematical notation ng unang batas ni Faraday, isa sa mga batas ng electrolysis. Ang masa ng sangkap na inilabas sa elektrod sa panahon ng Dt sa panahon ng pagpasa ng isang electric current ay proporsyonal sa lakas ng kasalukuyang at sa pagitan ng oras na ito. Ang halaga ng k ay tinatawag na electrochemical equivalent ng isang naibigay na substance, na ayon sa numero ay katumbas ng mass ng substance na inilabas sa mga electrodes sa panahon ng paglilipat ng singil na 1 C ng mga ions. [k]= 1 kg/C. k = M/(neN a) = 1/F*M/n , kung saan ang F ay pare-pareho ng Faraday. F \u003d eN a \u003d 9.65 * 10 4 C / mol. Ang hinangong formula na k=(1/F)*(M/n) ay ang pangalawang batas ni Faraday.

Ang electrolysis ay malawakang ginagamit sa engineering para sa iba't ibang layunin, halimbawa, ang ibabaw ng isang metal ay natatakpan ng manipis na layer ng isa pa (nickel plating, chromium plating, copper plating, atbp.). Kung ang mahusay na pagbabalat ng electrolytic coating mula sa ibabaw ay natiyak, ang isang kopya ng topograpiya sa ibabaw ay maaaring makuha. Ang prosesong ito ay tinatawag na electroplating. Gayundin, gamit ang electrolysis, ang mga metal ay dinadalisay mula sa mga impurities, halimbawa, ang makapal na mga sheet ng hindi nilinis na tanso na nakuha mula sa mineral ay inilalagay sa isang paliguan bilang isang anode. Sa panahon ng electrolysis, ang tanso ay natutunaw, ang mga dumi ay nahuhulog sa ilalim, at ang purong tanso ay naninirahan sa katod. Sa tulong ng electrolysis, ang mga electronic circuit board ay nakuha din. Ang isang manipis na kumplikadong pattern ng pagkonekta ng mga wire ay nakadikit sa dielectric, pagkatapos ay inilalagay ang plato sa electrolyte, kung saan ang mga walang takip na bahagi ng tansong layer ay nakaukit. Pagkatapos nito, ang pintura ay hugasan at ang mga detalye ng microcircuit ay lilitaw sa board.

Ang mga likido ayon sa antas ng electrical conductivity ay nahahati sa:
dielectrics (distilled water),
konduktor (electrolytes),
semiconductor (natunaw na siliniyum).

Electrolyte

Ito ay isang kondaktibong likido (mga solusyon ng mga acid, alkalis, mga asing-gamot at mga tinunaw na asing-gamot).

Electrolytic dissociation
(disconnection)

Sa panahon ng paglusaw, bilang resulta ng thermal motion, ang mga banggaan ng solvent molecules at neutral electrolyte molecules ay nagaganap.
Ang mga molekula ay nahahati sa positibo at negatibong mga ion.

Ang kababalaghan ng electrolysis

- sinasamahan ang pagpasa ng electric current sa pamamagitan ng likido;
- ito ang paglabas sa mga electrodes ng mga sangkap na kasama sa electrolytes;
Mga anion na may positibong charge electric field may posibilidad sa negatibong katod, at negatibong sisingilin ang mga kasyon - sa positibong anode.
Sa anode, ang mga negatibong ion ay nag-donate ng mga karagdagang electron (oxidative reaction)
Sa cathode, ang mga positibong ion ay nakakakuha ng mga nawawalang electron (reduction reduction).

batas ng electrolysis

1833 - Faraday

Tinutukoy ng batas ng electrolysis ang masa ng sangkap na inilabas sa electrode sa panahon ng electrolysis sa panahon ng pagpasa ng isang electric current.

Ang k ay ang electrochemical equivalent ng isang substance, ayon sa numerong katumbas ng mass ng substance na inilabas sa electrode kapag ang isang charge na 1 C ay dumaan sa electrolyte.
Ang pag-alam sa masa ng inilabas na sangkap, posible upang matukoy ang singil ng elektron.

Halimbawa, ang pagtunaw ng tansong sulpate sa tubig.

Conductivity ng electrolytes, ang kakayahan ng mga electrolyte na magsagawa ng isang electric current kapag ang isang electric boltahe ay inilapat. Ang mga kasalukuyang carrier ay positibo at negatibong sinisingil ng mga ion - mga kasyon at anion na umiiral sa solusyon dahil sa electrolytic dissociation. Ang ionic electrical conductivity ng electrolytes, sa kaibahan sa electronic conductivity na katangian ng mga metal, ay sinamahan ng paglipat ng bagay sa mga electrodes na may pagbuo ng mga bagong kemikal na compound na malapit sa kanila. Ang kabuuang (kabuuang) conductivity ay binubuo ng conductivity ng mga cation at anion, na, sa ilalim ng pagkilos ng isang panlabas na electric field, ay gumagalaw sa magkasalungat na direksyon. Ang bahagi ng kabuuang dami ng kuryente na dinadala ng mga indibidwal na ion ay tinatawag na mga numero ng paglilipat, ang kabuuan nito para sa lahat ng uri ng mga ion na kasangkot sa paglilipat ay katumbas ng isa.

Semiconductor

Monocrystalline silicon - ang semiconductor na materyal na pinaka malawak na ginagamit sa industriya ngayon

Semiconductor- isang materyal na, sa mga tuntunin ng tiyak na kondaktibiti nito, ay sumasakop sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng mga konduktor at dielectric at naiiba sa mga konduktor sa pamamagitan ng isang malakas na pag-asa ng tiyak na kondaktibiti sa konsentrasyon ng karumihan, temperatura at pagkakalantad iba't ibang uri radiation. Ang pangunahing pag-aari ng isang semiconductor ay isang pagtaas sa electrical conductivity na may pagtaas ng temperatura.

Ang mga semiconductor ay mga sangkap na ang band gap ay nasa pagkakasunud-sunod ng ilang electron volts (eV). Halimbawa, ang isang brilyante ay maaaring mauri bilang malawak na agwat ng mga semiconductor, at indium arsenide - sa makitid na agwat. Maraming mga semiconductor ay mga elemento ng kemikal(germanium, silicon, selenium, tellurium, arsenic at iba pa), isang malaking bilang ng mga haluang metal at mga compound ng kemikal (gallium arsenide, atbp.). Halos lahat ng di-organikong sangkap ng mundo sa ating paligid ay mga semiconductor. Ang pinakakaraniwang semiconductor sa kalikasan ay silikon, na bumubuo ng halos 30% ng crust ng lupa.

Depende sa kung ang impurity atom ay nag-donate o kumukuha ng isang electron, ang impurity atoms ay tinatawag na donor o acceptor atoms. Ang likas na katangian ng karumihan ay maaaring mag-iba depende sa kung aling atom kristal na sala-sala pinapalitan nito kung saang crystallographic na eroplano ito naka-embed.

Ang conductivity ng semiconductors ay lubos na nakadepende sa temperatura. Malapit sa temperatura ng absolute zero, ang mga semiconductor ay may mga katangian ng dielectrics.

Mekanismo ng pagpapadaloy ng kuryente[baguhin | i-edit ang wiki text]

Ang mga semiconductor ay nailalarawan sa pamamagitan ng parehong mga katangian ng conductors at dielectrics. Sa mga semiconductor na kristal, ang mga atom ay nagtatag ng mga covalent bond (iyon ay, isang electron sa isang silicon na kristal, tulad ng brilyante, ay pinagbuklod ng dalawang atomo), ang mga electron ay nangangailangan ng isang antas ng panloob na enerhiya upang mailabas mula sa isang atom (1.76 10 −19 J kumpara sa 11.2 10 −19 J, na nagpapakilala sa pagkakaiba sa pagitan ng semiconductors at dielectrics). Lumilitaw ang enerhiya na ito sa kanila na may pagtaas ng temperatura (halimbawa, sa temperatura ng silid, ang antas ng enerhiya ng thermal motion ng mga atomo ay 0.4 10 −19 J), at ang mga indibidwal na electron ay tumatanggap ng enerhiya upang kumalas mula sa nucleus. Sa pagtaas ng temperatura, ang bilang ng mga libreng electron at butas ay tumataas, samakatuwid, sa isang semiconductor na hindi naglalaman ng mga impurities, bumababa ang electrical resistivity. Karaniwang tinatanggap na isaalang-alang bilang mga elemento ng semiconductor na may electron binding energy na mas mababa sa 1.5-2 eV. Ang mekanismo ng electron-hole ng pagpapadaloy ay nagpapakita ng sarili sa intrinsic (iyon ay, walang mga impurities) semiconductors. Ito ay tinatawag na intrinsic electrical conductivity ng semiconductors.

Butas[baguhin | i-edit ang wiki text]

Pangunahing artikulo:butas

Kapag ang bono sa pagitan ng elektron at ng nucleus ay nasira, isang libreng espasyo ang lilitaw sa shell ng elektron ng atom. Nagiging sanhi ito ng paglipat ng isang elektron mula sa isa pang atom patungo sa isang atom na may libreng espasyo. Ang atom, kung saan dumaan ang elektron, ay pumapasok sa isa pang elektron mula sa isa pang atom, atbp. Ang prosesong ito ay tinutukoy ng mga covalent bond ng mga atomo. Kaya, mayroong isang paggalaw ng isang positibong singil nang hindi ginagalaw ang atom mismo. Ang conditional positive charge na ito ay tinatawag na hole.

Isang magnetic field

Isang magnetic field- isang puwersang patlang na kumikilos sa paglipat ng mga singil sa kuryente at sa mga katawan na may magnetic moment, anuman ang estado ng kanilang paggalaw; magnetic componentelectro magnetic field.

Ang magnetic field ay maaaring likhain sa pamamagitan ng agos ng mga sisingilin na particle at/o ang magnetic moments ng mga electron sa mga atomo (at ang magnetic moments ng iba pang particle, na kadalasang nagpapakita ng sarili sa mas maliit na lawak) (permanenteng magnet).

Bilang karagdagan, ito ay lumitaw bilang isang resulta ng isang pagbabago sa oras ng electric field.

Ang pangunahing katangian ng kapangyarihan ng magnetic field ay magnetic induction vector (magnetic field induction vector) . Mula sa isang mathematical point of view - vector field na tumutukoy at tumutukoy sa pisikal na konsepto ng isang magnetic field. Kadalasan ang vector ng magnetic induction ay tinatawag lamang na isang magnetic field para sa kaiklian (bagaman ito ay malamang na hindi ang pinaka mahigpit na paggamit ng termino).

Ang isa pang pangunahing katangian ng magnetic field (alternatibong magnetic induction at malapit na nauugnay dito, halos katumbas nito sa pisikal na halaga) ay potensyal ng vector .

Mga pinagmumulan ng magnetic field[baguhin | i-edit ang wiki text]

Ang magnetic field ay nilikha (binuo) ng agos ng mga sisingilin na particle, o ng isang electric field na nagbabago sa oras, o ng mga intrinsic magnetic moment ng mga particle (ang huli, para sa pagkakapareho ng larawan, ay maaaring pormal na bawasan. sa mga agos ng kuryente

Ang lahat ay pamilyar sa kahulugan ng electric current. Ito ay kinakatawan bilang isang nakadirekta na paggalaw ng mga sisingilin na particle. Ang ganitong paggalaw sa iba't ibang kapaligiran may mga pangunahing pagkakaiba. Bilang isang pangunahing halimbawa ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, maiisip ng isa ang daloy at pagpapalaganap ng electric current sa mga likido. Ang ganitong mga kaganapan ay nailalarawan iba't ibang katangian at seryosong naiiba mula sa iniutos na paggalaw ng mga sisingilin na particle, na nangyayari sa ilalim ng normal na mga kondisyon na hindi sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga likido.

Figure 1. Electric current sa mga likido. May-akda24 - online na pagpapalitan ng mga papeles ng mag-aaral

Ang pagbuo ng electric current sa mga likido

Sa kabila ng katotohanan na ang proseso ng pagpapadaloy ng electric current ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga metal na aparato (konduktor), ang kasalukuyang sa mga likido ay nakasalalay sa paggalaw ng mga sisingilin na ions na nakuha o nawala ang naturang mga atomo at molekula para sa ilang partikular na dahilan. Ang isang tagapagpahiwatig ng naturang paggalaw ay isang pagbabago sa mga katangian ng isang tiyak na sangkap, kung saan pumasa ang mga ion. Kaya, kinakailangan na umasa sa pangunahing kahulugan ng electric current upang makabuo ng isang tiyak na konsepto ng pagbuo ng kasalukuyang sa iba't ibang mga likido. Natukoy na ang agnas ng mga negatibong sisingilin na mga ion ay nag-aambag sa paggalaw sa rehiyon ng kasalukuyang pinagmulan na may mga positibong halaga. Ang mga positibong sisingilin na ion sa naturang mga proseso ay lilipat sa kabaligtaran na direksyon - sa isang negatibong kasalukuyang pinagmumulan.

Ang mga konduktor ng likido ay nahahati sa tatlong pangunahing uri:

• semiconductor;
• dielectrics;
• mga konduktor.

Kahulugan 1

Ang electrolytic dissociation ay ang proseso ng agnas ng mga molekula ng isang tiyak na solusyon sa negatibo at positibong sisingilin na mga ion.

Maaari itong maitatag na ang isang electric current sa mga likido ay maaaring mangyari pagkatapos ng pagbabago sa komposisyon at katangian ng kemikal mga likidong ginamit. Ito ay ganap na sumasalungat sa teorya ng pagpapalaganap ng electric current sa ibang mga paraan kapag gumagamit ng isang conventional metal conductor.

Mga eksperimento at electrolysis ni Faraday

Ang daloy ng electric current sa mga likido ay isang produkto ng paggalaw ng mga sisingilin na ion. Ang mga problema na nauugnay sa paglitaw at pagpapalaganap ng electric current sa mga likido ay humantong sa pag-aaral ng sikat na siyentipiko na si Michael Faraday. Siya, sa tulong ng marami praktikal na pananaliksik ay nakahanap ng katibayan na ang masa ng isang sangkap na inilabas sa panahon ng electrolysis ay nakasalalay sa dami ng oras at kuryente. Sa kasong ito, ang oras kung kailan isinagawa ang mga eksperimento ay mahalaga.

Nalaman din ng siyentipiko na sa proseso ng electrolysis, kapag ang isang tiyak na halaga ng isang sangkap ay inilabas, ang parehong halaga ng mga singil sa kuryente ay kinakailangan. Ang dami na ito ay tumpak na naitatag at naayos sa isang palaging halaga, na tinatawag na numero ng Faraday.

Sa mga likido, ang electric current ay may iba't ibang kondisyon ng pagpapalaganap. Nakikipag-ugnayan ito sa mga molekula ng tubig. Sila ay makabuluhang humahadlang sa lahat ng paggalaw ng mga ions, na hindi naobserbahan sa mga eksperimento gamit ang isang maginoo na konduktor ng metal. Ito ay sumusunod mula dito na ang henerasyon ng kasalukuyang sa panahon ng mga electrolytic reactions ay hindi magiging napakalaki. Gayunpaman, habang tumataas ang temperatura ng solusyon, unti-unting tumataas ang conductivity. Nangangahulugan ito na ang boltahe ng electric current ay tumataas. Gayundin sa proseso ng electrolysis, naobserbahan na ang posibilidad ng isang partikular na molekula na nabubulok sa negatibo o positibong mga singil ng ion ay tumataas dahil sa malaking bilang ng mga molekula ng sangkap o solvent na ginamit. Kapag ang solusyon ay puspos ng mga ions na labis sa isang tiyak na pamantayan, ang reverse na proseso ay nangyayari. Ang kondaktibiti ng solusyon ay nagsisimulang bumaba muli.

Sa kasalukuyan, natagpuan ng proseso ng electrolysis ang aplikasyon nito sa maraming larangan at larangan ng agham at sa produksyon. Ginagamit ito ng mga pang-industriya na negosyo sa paggawa o pagproseso ng metal. Ang mga reaksiyong electrochemical ay kasangkot sa:

• asin electrolysis;
• electroplating;
• ibabaw buli;
• iba pang mga proseso ng redox.

Agos ng kuryente sa vacuum at likido

Ang pagpapalaganap ng electric current sa mga likido at iba pang media ay isang medyo kumplikadong proseso na may sariling mga katangian, tampok at katangian. Ang katotohanan ay sa naturang media ay ganap na walang mga singil sa mga katawan, samakatuwid sila ay karaniwang tinatawag na dielectrics. Ang pangunahing layunin ng pananaliksik ay upang lumikha ng mga ganitong kondisyon kung saan ang mga atomo at molekula ay maaaring magsimula ng kanilang paggalaw at ang proseso ng pagbuo ng isang electric current ay nagsimula. Para dito, kaugalian na gumamit ng mga espesyal na mekanismo o aparato. Ang pangunahing elemento ng naturang modular device ay mga conductor sa anyo ng mga metal plate.

Upang matukoy ang pangunahing mga parameter ng kasalukuyang, kinakailangan na gumamit ng mga kilalang teorya at formula. Ang pinakakaraniwan ay ang batas ng Ohm. Ito ay gumaganap bilang isang unibersal na katangian ng ampere, kung saan ipinatupad ang prinsipyo ng kasalukuyang-boltahe na pag-asa. Alalahanin na ang boltahe ay sinusukat sa mga yunit ng amperes.

Para sa mga eksperimento sa tubig at asin, kinakailangan upang maghanda ng isang sisidlan na may tubig na asin. Magbibigay ito ng praktikal at visual na representasyon ng mga prosesong nagaganap kapag ang isang electric current ay nabuo sa mga likido. Gayundin, ang pag-install ay dapat maglaman ng mga rectangular electrodes at power supply. Para sa ganap na paghahanda para sa mga eksperimento, kailangan mong magkaroon ng pag-install ng ampere. Makakatulong ito sa pagsasagawa ng enerhiya mula sa power supply hanggang sa mga electrodes.

Ang mga metal plate ay magsisilbing conductor. Ang mga ito ay inilubog sa likidong ginamit, at pagkatapos ay konektado ang boltahe. Ang paggalaw ng mga particle ay nagsisimula kaagad. Ito ay tumatakbo nang random. Kapag lumitaw ang isang magnetic field sa pagitan ng mga konduktor, ang buong proseso ng paggalaw ng butil ay iniutos.

Ang mga ion ay nagsisimulang magbago ng mga singil at magsama-sama. Kaya ang mga cathode ay nagiging anodes at ang mga anode ay nagiging mga cathodes. Sa prosesong ito, mayroon ding ilang iba pang mahahalagang salik na dapat isaalang-alang:

• antas ng dissociation;
• temperatura;
• paglaban sa kuryente;
• paggamit ng alternating o direktang kasalukuyang.

Sa pagtatapos ng eksperimento, isang layer ng asin ang nabuo sa mga plato.

Agos ng elektron sa mga likido

Sa isang konduktor na bakal, lumilitaw ang isang elektronikong kasalukuyang sa pamamagitan ng direktang paggalaw ng mga libreng electron, at sa lahat ng ito, walang mga pagbabago sa sangkap kung saan ginawa ang konduktor.

Ang ganitong mga konduktor, kung saan ang pagpasa ng isang kasalukuyang elektron ay hindi sinamahan ng mga pagbabago sa kemikal sa kanilang sangkap, ay tinatawag na konduktor ng unang uri. Kabilang dito ang lahat ng mga metal, karbon at ilang iba pang mga sangkap.

Ngunit mayroon ding mga tulad na conductor ng electronic na kasalukuyang sa kalikasan, kung saan ang mga kemikal na phenomena ay nangyayari sa panahon ng pagpasa ng kasalukuyang. Ang mga konduktor na ito ay tinatawag konduktor ng pangalawang uri. Kabilang dito ang pangunahing iba't ibang mga mixtures ng acids, salts at alkalis sa tubig.

Kung magbuhos ka ng tubig sa isang basong sisidlan at magdagdag ng ilang patak ng sulfuric acid (o ilang iba pang acid o alkali) dito, at pagkatapos ay kumuha ng dalawang bakal na plato at ikabit ang mga konduktor sa kanila sa pamamagitan ng pagbaba ng mga plato na ito sa sisidlan, at kumonekta sa isang kasalukuyang pinagmulan sa iba pang mga dulo ng mga konduktor sa pamamagitan ng isang switch at isang ammeter, pagkatapos ay ang gas ay ilalabas mula sa solusyon, habang ito ay tatagal nang tuluy-tuloy hanggang sa sarado ang circuit. Ang acidified na tubig ay talagang isang konduktor. Bilang karagdagan, ang mga plato ay magsisimulang matakpan ng mga bula ng gas. Pagkatapos ang mga bula na ito ay lalayo sa mga plato at lalabas.

Kapag ang isang electron current ay dumaan sa solusyon, nangyayari ang mga pagbabago sa kemikal, bilang isang resulta kung saan ang gas ay inilabas.

Ang mga conductor ng pangalawang uri ay tinatawag na mga electrolyte, at ang kababalaghan na nangyayari sa isang electrolyte kapag ang isang elektronikong kasalukuyang dumadaan dito ay.

Ang mga bakal na plato na nahuhulog sa isang electrolyte ay tinatawag na mga electrodes; ang isa sa kanila, na konektado sa positibong poste ng kasalukuyang pinagmulan, ay tinatawag na anode, at ang isa pa, na konektado sa negatibong poste, ay ang katod.

Ano ang dahilan ng pagdaan ng isang electron current sa isang matubig na konduktor? Lumalabas na sa naturang mga mixtures (electrolytes), ang mga molekula ng acid (alkalis, salts) sa ilalim ng pagkilos ng isang solvent (sa kasong ito, tubig) ay nabubulok sa dalawang bahagi, habang isang bahagi ng molekula ay may positibong elektronikong singil, at ang isa ay negatibo.

Ang mga particle ng isang molekula na may elektronikong singil ay tinatawag na mga ion. Kapag ang isang acid, asin o alkali ay natunaw sa tubig, isang malaking halaga ng parehong positibo at negatibong sisingilin na mga ion ang lilitaw sa solusyon.

Ngayon ay dapat na maging malinaw kung bakit ang isang elektronikong kasalukuyang dumaan sa solusyon, dahil ang isang potensyal na pagkakaiba ay nilikha sa pagitan ng mga electrodes na konektado sa kasalukuyang mapagkukunan, sa madaling salita, ang isa sa kanila ay naging positibong sisingilin at ang isa ay negatibo. Sa ilalim ng impluwensya ng potensyal na pagkakaiba na ito, ang mga positibong ion ay nagsimulang lumipat patungo sa negatibong elektrod - ang katod, at mga negatibong ion - patungo sa anode.

Kaya, ang magulong paggalaw ng mga ions ay naging isang iniutos na counter-movement ng mga negatibong sisingilin na mga ion sa isang direksyon at positibo sa isa pa. Ang prosesong ito ng paglilipat ng singil ay bumubuo sa daloy ng kasalukuyang electron sa pamamagitan ng electrolyte at nangyayari hangga't may potensyal na pagkakaiba sa mga electrodes. Sa paglaho ng potensyal na pagkakaiba, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng electrolyte ay humihinto, ang maayos na paggalaw ng mga ion ay nabalisa, at ang magulong paggalaw ay muling pumasok.

Bilang isang halimbawa, isaalang-alang ang kababalaghan ng electrolysis kapag ang isang electron current ay dumaan sa isang solusyon ng copper sulphate CuSO4 na may tansong electrodes na ibinaba dito.

Ang kababalaghan ng electrolysis kapag ang kasalukuyang ay dumadaan sa isang solusyon ng tansong sulpate: C - sisidlan na may electrolyte, B - kasalukuyang pinagmulan, C - switch

Magkakaroon din ng counter na paggalaw ng mga ion sa mga electrodes. Ang positibong ion ay ang tanso (Cu) ion, at ang negatibong ion ay ang acid residue (SO4) ion. Ang mga ion ng tanso, sa pakikipag-ugnay sa katod, ay ipapalabas (ilakip ang mga nawawalang electron sa kanilang sarili), ibig sabihin, sila ay mapapalitan sa mga neutral na molekula ng purong tanso, at ideposito sa katod sa anyo ng pinakamanipis (molekular) na layer.

Ang mga negatibong ion, na nakarating sa anode, ay pinalabas din (nagbibigay ng mga karagdagang electron). Ngunit sa lahat ng ito, pumapasok sila sa isang kemikal na reaksyon na may tanso ng anode, bilang isang resulta kung saan ang isang molekula ng tanso Cu ay nakakabit sa acidic na nalalabi SO4 at isang molekula ng tansong sulpate na CuS O4 ay lilitaw, na ibinalik pabalik sa ang electrolyte.

Dahil nangyayari ang prosesong kemikal na ito sa mahabang panahon, pagkatapos ay ang tanso ay idineposito sa katod, na inilabas mula sa electrolyte. Sa lahat ng ito, ang electrolyte, sa halip na mga molecule ng tanso na napunta sa katod, ay tumatanggap ng mga bagong molecule ng tanso dahil sa paglusaw ng pangalawang elektrod - ang anode.

Ang parehong proseso ay nangyayari kung ang zinc electrodes ay kinuha sa halip ng mga tanso, at ang electrolyte ay isang solusyon ng zinc sulfate Zn SO4. Ang zinc ay ililipat din mula sa anode patungo sa katod.

Sa paraang, pagkakaiba sa pagitan ng electronic current sa mga metal at watery conductors Binubuo ang katotohanan na sa mga metal ay ang mga libreng electron lamang, ibig sabihin, mga negatibong singil, ang mga tagadala ng singil, habang sa mga electrolyte, ang kuryente ay dinadala ng magkasalungat na sisingilin na mga particle ng bagay - mga ion na gumagalaw sa magkasalungat na direksyon. Kaya nga sinasabi nila eh Ang mga electrolyte ay may ionic conductivity.

Ang kababalaghan ng electrolysis ay natuklasan noong 1837 ni B. S. Jacobi, na lumikha ng hindi mabilang na mga eksperimento sa pag-aaral at pagpapabuti ng kasalukuyang mga mapagkukunan ng kemikal. Natagpuan ni Jacobi na ang isa sa mga electrodes na inilagay sa isang solusyon ng tansong sulpate, kapag ang isang electron current ay dumaan dito, ay natatakpan ng tanso.

Ang kababalaghang ito ay tinatawag electroplating, nakakahanap sa sandaling ito ng isang napakalaking praktikal na gamit. Ang isang halimbawa nito ay ang patong ng mga bagay na bakal na may manipis na layer ng iba pang mga metal, i.e. nickel plating, gilding, silver plating, atbp.

Ang mga gas (kabilang ang hangin) ay hindi nagsasagawa ng electron current sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Halimbawa, ang mga hubad na wire ng mga overhead na linya, na nakasuspinde parallel sa isa't isa, ay nakahiwalay sa isa't isa ng isang layer ng hangin.

Ngunit sa ilalim ng impluwensya ng pinakamataas na temperatura, ang isang malaking potensyal na pagkakaiba at iba pang mga pangyayari, ang mga gas, tulad ng mga matubig na conductor, ay nag-ionize, iyon ay, ang mga particle ng mga molekula ng gas ay lumilitaw sa kanila sa maraming dami, na, bilang mga carrier ng kuryente, ay nagpapadali sa pagpasa ng kasalukuyang elektron sa pamamagitan ng gas.

Ngunit sa parehong oras, ang ionization ng isang gas ay naiiba mula sa ionization ng isang matubig na konduktor. Kung sa tubig ang isang molekula ay nahahati sa dalawang bahagi na sinisingil, kung gayon sa mga gas, sa ilalim ng pagkilos ng ionization, ang mga electron ay palaging nakahiwalay sa bawat molekula at ang isang ion ay nananatili sa anyo ng isang positibong sisingilin na bahagi ng molekula.

Sa sandaling makumpleto ang ionization ng isang gas, ito ay tumigil sa pagiging conductive, habang ang isang likido ay palaging nananatiling isang conductor ng electron current. Tulad ng sumusunod, ang kondaktibiti ng isang gas ay isang pansamantalang kababalaghan, depende sa pagkilos ng mga panlabas na pangyayari.

Ngunit may isa pang uri ng discharge na tinatawag paglabas ng arko o isang electronic arc lamang. Ang kababalaghan ng isang electronic arc ay natuklasan sa simula ng ika-19 na siglo ng unang Russian electrical engineer na si V. V. Petrov.

Ang V. V. Petrov, na gumagawa ng hindi mabilang na mga eksperimento, ay natagpuan na sa pagitan ng 2 uling na konektado sa isang kasalukuyang pinagmumulan, ang isang tuluy-tuloy na elektronikong paglabas ay lilitaw sa hangin, na sinamahan ng isang maliwanag na ilaw. Sa kanyang sariling mga akda, isinulat ni V. V. Petrov na sa lahat ng ito, "ang itim na kapayapaan ay maaaring maliwanag na maliwanag." Kaya sa unang pagkakataon ay nakuha ang electronic light, na aktwal na ginamit ng isa pang Russian electrical scientist na si Pavel Nikolaevich Yablochkov.

Ang "Yablochkov's Candle", na ang trabaho ay batay sa paggamit ng isang electronic arc, ay gumawa ng isang tunay na rebolusyon sa electrical engineering noong mga araw na iyon.

Ang arc discharge ay ginagamit bilang isang light source sa ating mga araw, halimbawa, sa mga searchlight at projector. pinakamataas na temperatura Ang arc discharge ay nagpapahintulot sa iyo na gamitin ito para sa arc furnace ng device. Sa kasalukuyan, ang mga arc furnace na pinapagana ng napakataas na agos ay ginagamit sa maraming industriya: para sa smelting steel, cast iron, ferroalloys, bronze, atbp. At noong 1882, si N. N. Benardos sa unang pagkakataon ay gumamit ng arc discharge para sa pagputol at pagwelding ng metal.

Sa mga tubo ng gas, mga fluorescent lamp, mga stabilizer ng boltahe, upang makakuha ng mga electric at ion beam, ang tinatawag na paglabas ng glow gas.

Ang spark discharge ay ginagamit upang sukatin ang malaking potensyal na pagkakaiba sa tulong ng isang spherical spark gap, ang mga electrodes kung saan ay dalawang bakal na bola na may makintab na ibabaw. Ang mga bola ay pinaghiwalay, at ang isang nasusukat na potensyal na pagkakaiba ay inilapat sa kanila. Pagkatapos ang mga bola ay pinagsama-sama hanggang sa isang spark na tumalon sa pagitan nila. Alam ang diameter ng mga bola, ang distansya sa pagitan ng mga ito, ang presyon, temperatura at halumigmig ng hangin, nahanap nila ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga bola ayon sa mga espesyal na talahanayan. Sa ganitong paraan, posibleng matukoy, na may katumpakan ng ilang porsyento, ang isang potensyal na pagkakaiba ng pagkakasunud-sunod ng 10 libong volts.

Yun lang muna. Kaya, kung gusto mong malaman ang higit pa, inirerekumenda kong bigyang pansin ang CD ni Misha Vanyushin:

"Tungkol sa kuryente para sa mga nagsisimula sa format ng video sa DVD"

Ganap na alam ng lahat na ang mga likido ay maaaring perpektong magsagawa ng elektrikal na enerhiya. At ito rin ay isang kilalang katotohanan na ang lahat ng mga konduktor ay nahahati sa ilang mga subgroup ayon sa kanilang uri. Iminumungkahi naming isaalang-alang sa aming artikulo kung paano isinasagawa ang isang electric current sa mga likido, metal at iba pang semiconductors, pati na rin ang mga batas ng electrolysis at mga uri nito.

Teorya ng electrolysis

Upang gawing mas madaling maunawaan kung ano ang nakataya, iminumungkahi naming magsimula sa isang teorya, kuryente, kung isasaalang-alang namin singil ng kuryente, bilang isang uri ng likido, ay kilala sa mahigit 200 taon. Ang mga singil ay binubuo ng mga indibidwal na electron, ngunit ang mga iyon ay napakaliit na ang anumang malaking singil ay kumikilos tulad ng tuluy-tuloy na daloy, isang likido.

Tulad ng mga solid-type na katawan, ang mga likidong conductor ay maaaring may tatlong uri:

• semiconductor (selenium, sulfide at iba pa);
• dielectrics (alkaline solution, salts at acids);
• konduktor (sabihin, sa isang plasma).

Ang proseso kung saan ang mga electrolyte ay natutunaw at ang mga ion ay naghiwa-hiwalay sa ilalim ng impluwensya ng isang electric molar field ay tinatawag na dissociation. Sa turn, ang proporsyon ng mga molekula na nabulok sa mga ion, o mga nabubulok na mga ion sa isang solute, ay ganap na nakasalalay sa pisikal na katangian at mga temperatura sa iba't ibang konduktor at natutunaw. Siguraduhing tandaan na ang mga ion ay maaaring muling pagsamahin o muling pagsamahin. Kung ang mga kondisyon ay hindi nagbabago, kung gayon ang bilang ng mga bulok na ion at nagkakaisa ay magiging pantay na proporsyonal.

Sa mga electrolyte, ang mga ion ay nagsasagawa ng enerhiya, dahil. maaari silang maging parehong positibong sisingilin na mga particle at negatibo. Sa panahon ng koneksyon ng likido (o sa halip, ang sisidlan na may likido sa mains), magsisimula ang paggalaw ng mga particle sa magkasalungat na singil (ang mga positibong ion ay magsisimulang maakit sa mga cathode, at mga negatibong ion sa mga anod). Sa kasong ito, ang enerhiya ay direktang dinadala ng mga ion, kaya ang ganitong uri ng pagpapadaloy ay tinatawag na ionic.

Sa ganitong uri ng pagpapadaloy, ang kasalukuyang ay dinadala ng mga ion at ang mga sangkap ay inilabas sa mga electrodes na bumubuo ng mga electrolyte. Sa chemically speaking, nagaganap ang oksihenasyon at pagbabawas. Kaya, ang electric current sa mga gas at likido ay dinadala sa pamamagitan ng electrolysis.

Ang mga batas ng pisika at kasalukuyang sa mga likido

Karaniwang hindi nakukuha ang kuryente sa ating mga tahanan at appliances sa mga wire na metal. Sa isang metal, ang mga electron ay maaaring lumipat mula sa atom patungo sa atom at sa gayon ay nagdadala ng negatibong singil.

Tulad ng mga likido, ang mga ito ay hinihimok sa anyo ng boltahe ng kuryente, na kilala bilang boltahe, na sinusukat sa mga yunit ng volts, pagkatapos ng Italyano na siyentipiko na si Alessandro Volta.

Video: Electric current sa mga likido: isang kumpletong teorya

Gayundin, dumadaloy ang electric current mula sa mataas na boltahe hanggang sa mababang boltahe at sinusukat sa mga yunit na kilala bilang amperes, na pinangalanan sa André-Marie Ampère. At ayon sa teorya at formula, kung tataas mo ang boltahe, ang lakas nito ay tataas din nang proporsyonal. Ang relasyon na ito ay kilala bilang batas ng Ohm. Bilang halimbawa, nasa ibaba ang virtual na kasalukuyang katangian.

Ang batas ng Ohm (na may mga karagdagang detalye sa haba at kapal ng wire) ay karaniwang isa sa mga unang bagay na itinuturo sa mga klase sa pisika, at samakatuwid tinitingnan ng maraming estudyante at guro ang electric current sa mga gas at likido bilang pangunahing batas sa pisika.

Upang makita ng iyong sariling mga mata ang paggalaw ng mga singil, kailangan mong maghanda ng isang prasko na may tubig na asin, mga flat rectangular electrodes at mga mapagkukunan ng kuryente, kakailanganin mo rin ang pag-install ng ammeter, sa tulong ng kung aling enerhiya ang isasagawa mula sa kapangyarihan. supply sa mga electrodes.

Ang mga plate na nagsisilbing conductor ay dapat ibaba sa likido at ang boltahe ay naka-on. Pagkatapos nito, magsisimula ang magulong paggalaw ng mga particle, ngunit pagkatapos ng paglitaw ng isang magnetic field sa pagitan ng mga konduktor, ang prosesong ito ay iuutos.

Sa sandaling magsimulang magbago ang mga singil at pagsamahin ang mga ion, ang mga anod ay nagiging mga katod, at ang mga katod ay nagiging mga anod. Ngunit dito kailangan mong isaalang-alang ang electrical resistance. Siyempre, ang teoretikal na curve ay gumaganap ng isang mahalagang papel, ngunit ang pangunahing impluwensya ay ang temperatura at ang antas ng dissociation (depende sa kung aling mga carrier ang napili), at kung ang alternating current o direktang kasalukuyang ay pinili. Habang kinukumpleto mo ang pilot study na ito, maaari mong mapansin iyon mga solido ah (metal plates), isang manipis na layer ng asin ang nabuo.

Electrolysis at vacuum

Ang electric current sa vacuum at likido ay medyo kumplikadong isyu. Ang katotohanan ay na sa naturang media ay walang mga singil sa mga katawan, na nangangahulugan na ito ay isang dielectric. Sa madaling salita, ang aming layunin ay lumikha ng mga kondisyon upang ang isang atom ng isang elektron ay makapagsimula ng paggalaw nito.

Upang gawin ito, kailangan mong gumamit ng isang modular na aparato, conductor at metal plate, at pagkatapos ay magpatuloy tulad ng sa pamamaraan sa itaas.

Application ng electrolysis

Ang prosesong ito ay inilalapat sa halos lahat ng mga lugar ng buhay. Kahit na ang pinakapangunahing gawain kung minsan ay nangangailangan ng interbensyon ng isang electric current sa mga likido, sabihin nating,

Sa tulong ng simpleng prosesong ito, ang mga solidong katawan ay pinahiran ng pinakamanipis na layer ng anumang metal, halimbawa, nickel plating o chromium plating. ito ay isa sa mga posibleng paraan upang labanan ang mga proseso ng kaagnasan. Ang mga katulad na teknolohiya ay ginagamit sa paggawa ng mga transformer, metro at iba pang mga electrical appliances.

Inaasahan namin na nasagot ng aming katwiran ang lahat ng mga tanong na lumitaw kapag pinag-aaralan ang kababalaghan ng electric current sa mga likido. Kung kailangan mo ng mas mahusay na mga sagot, ipinapayo namin sa iyo na bisitahin ang forum ng mga electrician, kung saan ikalulugod mong kumonsulta nang libre.