Содержание

Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 1. Постоянный электрический ток

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 >>>