Применение электропроводности жидкости

Электролиз используют для получения чистых металлов. Металл, например медь, извлечённый из руды, обычно содержит примеси. Для того чтобы очистить медь от примесей, кусок меди из руды помещают в раствор медного купороса. Соединённый с положительным полюсом источника тока кусок меди становится анодом. Катодом является лист чистой меди, соединённый с отрицательным полюсом источника. При пропускании электрического тока медь анода постепенно растворяется и затем осаждается на катоде, а примеси выпадают в осадок.

С помощью электролиза можно получить слепки с рельефной поверхности (гальванопластика). В этом случае предмет, с поверхности которого хотят получить слепок, покрывают слоем графитового порошка, проводящего электрический ток. Предмет служит катодом, анодом является металлическая пластина. Слой металла, осаждающегося на рельефной поверхности, можно от неё отделить и получить, таким образом, её копию.

Химические источники тока

4. Вы познакомились с такими источниками тока, как гальванические элементы и аккумуляторы. В основе их работы лежат химические реакции, происходящие между металлом и раствором электролита. Рассмотрим, как происходит процесс разделения зарядов в гальваническом элементе.

Если в раствор хлористого аммония (NH₄Cl) опустить цинковую пластину, то будет происходить реакция окисления и положительные ионы цинка (Zn²⁺) будут переходить в раствор электролита. При этом каждый ион цинка отдаст пластине два электрона, и в результате реакции цинковая пластина зарядится отрицательно. Раствор электролита приобретёт положительный заряд. Поэтому между пластиной и примыкающим к ней слоем электролита возникнет электрическое поле, которое будет препятствовать дальнейшему переходу положительных ионов цинка с пластины в электролит.

Если опустить в этот же раствор угольный электрод, который не вступает в реакцию с электролитом, то часть электронов с угольного электрода будет уходить в раствор электролита до тех пор, пока их заряды не сравняются. Таким образом, угольный электрод будет заряжен положительно. При соединении цинкового и угольного электродов с лампочкой она загорится. Следовательно, в цепи существует электрический ток. Электроны с цинковой пластины по цепи переходят на угольный электрод, а с него — в электролит, частично нейтрализуя его заряд. Это приводит к тому, что поле между пластиной и примыкающим к ней слоем электролита ослабевает и ионы цинка снова могут переходить в раствор.

В гальваническом элементе разделение зарядов, при котором цинковый электрод заряжается отрицательно, а угольный — положительно, происходит в процессе химической реакции, и сторонними силами, вызывающими это разделение, являются силы межмолекулярного взаимодействия. При этом энергия, выделяющаяся при химической реакции, превращается в электрическую энергию.

Гальванический элемент относится к невозобновляемым источникам тока и служит до тех пор, пока весь цинковый электрод не растворится в электролите. В отличие от него электроды аккумулятора восстанавливаются в процессе его зарядки. Рассмотрим, как это происходит.

<<< К началу Окончание >>>