Електричний струм в рідинах: його походження, кількісні та якісні характеристики

Відео: Оми, вольти, ампери, вати і електронні сигарети

Практично кожній людині відомо визначення електричного струму як спрямований рух заряджених частинок. Однак вся справа в тому, що походження і рух його в різних середовищах досить сильно відрізняється один від одного. Зокрема, електричний струм в рідинах має дещо іншими якостями, ніж впорядкований рух заряджених частинок. Йдеться про тих же металевих провідниках.

Відео: Акумулятори автомобільні: як вибрати, поради фахівців. avtozvuk.ua

Основна відмінність полягає в тому, що струм в рідинах - це рух заряджених іонів, тобто атомів або навіть молекул, які по будь-якої причини втратили або придбали електрони. При цьому одним з показників цього руху є зміна властивостей того речовини, за яким дані іони проходять. Спираючись на визначення електричного струму, ми можемо припустити, що при розкладанні негативно заряджені іони будуть рухатися в бік позитивного джерела струму, а позитивні, навпаки, до негативного.

Процес розкладання молекул розчину на позитивні і негативні заряджені іони отримав в науці назву електролітичноїдисоціації. Таким чином, електричний струм в рідинах виникає внаслідок того, що, на відміну від того ж металевого провідника, змінюється склад і хімічні властивості цих рідин, результатом чого є процес переміщення заряджених іонів.

Електричний струм в рідинах, його походження, кількісні та якісні характеристики були одним із головних проблем, вивченням якої довгий час займався знаменитий фізик М. Фарадей. Зокрема, за допомогою численних експериментів йому вдалося довести, що маса виділяється при електролізі речовини безпосередньо залежить від кількості електрики і часу, протягом якого цей електроліз здійснювався. Ні від яких інших причин, за винятком роду речовини, ця маса не залежить.

Крім того, вивчаючи ток в рідинах, Фарадей експериментально з`ясував, що для виділення одного кілограма будь-якої речовини при електролізі необхідно одне і те ж кількість електричних зарядів. Ця кількість, рівне 9,65•10 7 к., Отримало назву числа Фарадея.

На відміну від металевих провідників, електричний струм в рідинах виявляється оточеним молекулами води, які значно ускладнюють пересування іонів речовини. У зв`язку з цим, в будь-якому електроліті можливе утворення струму тільки невеликого напруги. У той же час, якщо температура розчину підвищується, то його провідність збільшується, а напруженість електричного поля зростає.

Електроліз має ще однією цікавою властивістю. Вся справа в тому, що ймовірність розпаду тієї чи іншої молекули на позитивні і негативні заряджені іони тим вища, чим більше число молекул власне речовини і розчинник. У той же час, в певний момент настає перенасичення розчину іонами, після чого провідність розчину починає знижуватися. Таким чином, найбільш сильна електролітична дисоціація буде проходити в розчині де концентрація іонів вкрай невелика, проте напруженість електричного струму в таких розчинах буде вкрай низькою.

Відео: Розбираємо 18650 Li-ion. Li- іонна акумуляторна батарея Розтин покаже!

Процес електролізу знайшов широке застосування в різних промислових виробництвах, пов`язаних з проведенням електрохімічних реакцій. До числа найбільш важливих з них можна віднести отримання металу за допомогою електролітів, електроліз солей, що містять хлор та його похідні, окислювально-відновні реакції, отримання такого необхідного речовини, як водень, полірування поверхонь, гальваніка. Наприклад, на багатьох підприємствах машино- та приладобудування вельми поширений метод рафінування, який представляє собою отримання металу без всяких непотрібних домішок.