110 likes | 636 Views
Folyadékok vezetése, elektrolízis, galvánelem, Faraday törvényei. Folyadékok vezetése. Ha két fém rudat folyadékba merítünk és feszültséget kapcsolunk a folyadékra, megfigyelhetjük hogy a folyadékoknál is van vezető és szigetelő.
E N D
Folyadékok vezetése, elektrolízis, galvánelem, Faraday törvényei
Folyadékok vezetése Ha két fém rudat folyadékba merítünk és feszültséget kapcsolunk a folyadékra, megfigyelhetjük hogy a folyadékoknál is van vezető és szigetelő. Kémiai kísérletekből tudható hogy az elektrolitok (bázisok, savak ,sók vizes oldata) vezetik az elektromos áramot. Az elektrolitokban a pozitív és negatív ionok a töltéshordozók.
Vezető folyadékok Szigetelő folyadékok • Víz • Konyhasó vizes oldata • Olaj • Glicerin • Alkohol • Desztillált víz
Elektrolízis • Elektrolízis: Az elektródokon történő anyagkiválás. • Az áramforrás elektromos mezőjének hatására a pozitív ionok a negatív elektród (katód) felé, • A negatív ionok a pozitív elektród (anód) felé vándorolnak. • Az elektrolízis során végbemenő reakciók energiaigényes folyamatok, melyek önként nem mennek végbe. • Az elektrolízis fontos szerepet játszik a technikában, például fémbevonatok készítésénél.
Galvánelem • A galvánelem két elektródból (fél cellából) áll. • A legegyszerűbb galvánelem az, amikor a két tiszta fémelektród saját ionjait tartalmazó sóoldatba merül. A sóoldatban a bemerülő fém oxidált, pozitív töltésű kationjai és az ezeket semlegesítő anionok találhatók.
Galvánelem előállítása • egy higított kénsavval töltött üvegedénybe egy-egy cink és rézelektródát helyeznek el. • A rézelektródából elektronok lépnek ki a kénsavba, tehát pozitív töltésűvé válik. • A cinkelektródra felületén ennek fordítottja játszódik le, vagyis az elektronok a kénsavból lépnek át, tehát itt elektrontöbblet keletkezik, azaz negatív töltésű lesz. • Az elektródok töltései kiegyenlítődni igyekeznek, ezért az elektródok között feszültség mérhető. • Ez az áramforrás az úgynevezett Volta-elem, üresjárati feszültsége ~1 volt, amely a terhelés folyamán rövidesen lecsökken.
Faraday törvényei • Michael Faraday angol fizikus és kémikus, az elektrotechnika nagy alakja. • Neki köszönhető hogy az elektromosság képessé vált a technológiai felhasználásra. • A kapacitás SI egysége, a farad, róla kapta a nevét, valamint a Faraday-állandó, ami egy mol elektron töltését jelenti (~96485 coulomb).
I. törvénye Az elektrolízis során az elektródokon képződő anyag tömege (m) egyenesen arányos az áthaladó elektromos töltésmennyiséggel (Q). m= k*Q Q=I*t
II. törvénye • Az elektrolizáló cellán áthaladt töltés és az elektródreakcióban résztvevő elektronok anyagmennyisége egyenesen arányos egymással. • Faraday állandó: 96 500 C/mol
Példa Hány g cink válik le a katódon, ha ZnI2 oldatot 25 percig 15 mA erősségű árammal elektronizáljuk grafitelektródok között? • I = 15mA = 0,015 A • t = 25 min = 1500 s • k = 0,339 mg/C • m=? m = k*I*t = 0,339mg/C*0,015 A*1500 s = 7,6275 mg = 0, 0076275 g