Elektromosság folyadékokban pozitív és negatív ionok mozgása okozza. Ellentétben a vezetők áramával, ahol az elektronok mozognak. Így ha egy folyadékban nincsenek ionok, akkor az dielektrikum, például desztillált víz. Mivel a töltéshordozók ionok, azaz egy anyag molekulái és atomjai, amikor elektromos áram halad át egy ilyen folyadékon, az elkerülhetetlenül változáshoz vezet. kémiai tulajdonságok anyagokat.
Honnan származnak a pozitív és negatív ionok a folyadékban? Mondjuk rögtön, hogy nem minden folyadék képes töltéshordozókat képezni. Azokat, amelyekben megjelennek, elektrolitoknak nevezzük. Ide tartoznak a savas és lúgos sók oldatai. Ha például sót oldunk vízben, vegyünk asztali sót NaCl, oldószer, azaz víz hatására pozitív ionná bomlik Na kationnak és negatív ionnak nevezik Cl anionnak nevezik. Az ionképződés folyamatát elektrolitikus disszociációnak nevezzük.
Végezzünk el egy kísérletet, ehhez szükségünk lesz egy üveglombikra, két fémelektródára, egy ampermérőre és egy egyenáramforrásra. Megtöltjük a lombikot konyhasó vizes oldatával. Ezután ebbe az oldatba helyezünk két téglalap alakú elektródát. Az elektródákat egy ampermérőn keresztül egyenáramú forráshoz csatlakoztatjuk.
1. ábra - Lombik sóoldattal
Az áram bekapcsolásakor a lemezek között elektromos mező jelenik meg, amelynek hatására a sóionok mozogni kezdenek. A pozitív ionok a katódra, a negatív ionok pedig az anódra rohannak. Ugyanakkor kaotikus mozgást fognak végezni. De ugyanakkor a mezőny hatására valami megrendelt is kerül rá.
Ellentétben a vezetőkkel, amelyekben csak elektronok mozognak, vagyis egyfajta töltés, az elektrolitokban kétféle töltés mozog. Ezek pozitív és negatív ionok. Egymás felé haladnak.
Amikor a pozitív nátriumion eléri a katódot, felveszi a hiányzó elektront, és nátriumatommá válik. Hasonló folyamat megy végbe a klórionnal is. Csak amikor eléri az anódot, a klórion ad fel egy elektront, és klóratommá alakul. Így a külső áramkörben az elektronok mozgása miatt áram marad fenn. Egy elektrolitban pedig úgy tűnik, hogy az ionok elektronokat visznek át egyik pólusról a másikra.
Az elektrolitok elektromos ellenállása a képződött ionok számától függ. Az erős elektrolitok oldott állapotban nagyon nagy disszociációs rátával rendelkeznek. A gyengéknek alacsonyak. Be is elektromos ellenállás az elektrolitot a hőmérséklet befolyásolja. Ennek növekedésével a folyadék viszkozitása csökken, és a nehéz, esetlen ionok gyorsabban kezdenek mozogni. Ennek megfelelően az ellenállás csökken.
Ha a konyhasó oldatát réz-szulfát oldattal helyettesítjük. Aztán amikor áram folyik át rajta, amikor a rézkation eléri a katódot és ott fogadja a hiányzó elektronokat, rézatommá redukálódik. És ha ezek után eltávolítja az elektródát, rézbevonatot találhat rajta. Ezt a folyamatot elektrolízisnek nevezik.
A folyadékok, akárcsak a szilárd anyagok, lehetnek vezetők, félvezetők és dielektrikumok. Ez a lecke a vezetőképes folyadékokra fog összpontosítani. És nem az elektronikus vezetőképességű folyadékokról (olvadt fémek), hanem a második típusú folyékony vezetőkről (sók, savak, bázisok oldatai és olvadékai). Az ilyen vezetők vezetőképessége ionos.
Meghatározás. A második típusú vezetők olyan vezetők, amelyekben kémiai folyamatok mennek végbe, amikor áram folyik.
A folyadékok áramvezetési folyamatának jobb megértéséhez elképzelhető következő élmény: Az áramforráshoz csatlakoztatott két elektródát vízfürdőbe helyeztük, az áramkörben egy izzót vehetünk fel áramjelzőként. Ha bezár egy ilyen áramkört, a lámpa nem világít, ami azt jelenti, hogy nincs áram, ami azt jelenti, hogy megszakad az áramkör, és maga a víz nem vezet áramot. De ha bizonyos mennyiségű konyhasót helyez a fürdőszobába, és megismétli az áramkört, a villanykörte kigyullad. Ez azt jelenti, hogy a szabad töltéshordozók, jelen esetben az ionok elkezdtek mozogni a fürdőben a katód és az anód között (1. ábra).
Rizs. 1. Kísérleti séma
Az elektrolitok vezetőképessége
Honnan származnak az ingyenes díjak a második esetben? Amint azt az egyik előző leckében említettük, egyes dielektrikumok polárisak. A víznek poláris molekulái vannak (2. ábra).
Rizs. 2. A vízmolekula polaritása
Amikor sót adunk a vízhez, a vízmolekulák úgy orientálódnak, hogy negatív pólusaik a nátrium közelében, a pozitív pólusaik a klór közelében legyenek. A töltések közötti kölcsönhatások eredményeként a vízmolekulák a sómolekulákat az ionoktól eltérően párokra bontják. A nátriumion pozitív, a klórion negatív töltésű (3. ábra). Ezek az ionok mozognak az elektródák között a befolyás alatt elektromos mező.
Rizs. 3. A szabad ionok képződésének sémája
Amikor a nátriumionok megközelítik a katódot, az megkapja a hiányzó elektronjait, a klórionok pedig feladják az övéiket, amikor elérik az anódot.
Elektrolízis
Mivel a folyadékokban az áram áramlása anyagátadással jár, ilyen áramnál megy végbe az elektrolízis folyamata.
Meghatározás. Az elektrolízis egy redox reakciókhoz kapcsolódó folyamat, amelynek során egy anyag szabadul fel az elektródákon.
Olyan anyagok, amelyek az ilyen hasítások eredményeként biztosítják ionvezetőképesség elektrolitoknak nevezzük. Ezt a nevet Michael Faraday angol fizikus javasolta (4. ábra).
Az elektrolízis lehetővé teszi, hogy oldatokból elég tiszta formában nyerjenek anyagokat, így ritka anyagok, például nátrium, kalcium... tiszta formában történő kinyerésére használják. Ezt nevezik elektrolitikus kohászatnak.
Faraday törvényei
Az elektrolízisről szóló első művében 1833-ban Faraday bemutatta az elektrolízis két törvényét. Az első az elektródákon felszabaduló anyag tömegével foglalkozott:
Faraday első törvénye kimondja, hogy ez a tömeg arányos az elektroliton áthaladó töltéssel:
Itt az arányossági együttható szerepét a mennyiség - az elektrokémiai egyenérték - játssza. Ez egy táblázatos érték, amely minden elektrolit esetében egyedi, és az is fő jellemzője. Elektrokémiai ekvivalens méret:
Az elektrokémiai ekvivalens fizikai jelentése az elektródán felszabaduló tömeg, amikor 1 C mennyiségű elektromosság halad át az elektroliton.
Ha emlékszel az egyenáramról szóló téma képleteire:
Ekkor Faraday első törvényét a következőképpen ábrázolhatjuk:
Faraday második törvénye közvetlenül vonatkozik az elektrokémiai egyenérték mérésére más állandókon keresztül egy adott elektrolitra:
Itt: - az elektrolit moláris tömege; - elemi töltés; - elektrolit vegyérték; - Avogadro száma.
A mennyiséget az elektrolit kémiai egyenértékének nevezzük. Vagyis az elektrokémiai ekvivalens ismeretéhez elegendő ismerni a kémiai egyenértéket, a képlet többi komponense világállandó.
Faraday második törvénye alapján az első törvény a következőképpen ábrázolható:
Faraday egy terminológiát javasolt ezekre az ionokra azon elektródán alapulva, amelyhez mozognak. A pozitív ionokat kationoknak nevezzük, mert a negatív töltésű katód felé mozognak, a negatív töltéseket pedig azért, mert az anód felé haladnak.
A víz fentebb leírt, molekulát két ionra bontó hatását nevezzük elektrolitikus disszociáció.
Az olvadékok az oldatok mellett a második típusú vezetők is lehetnek. Ebben az esetben a szabad ionok jelenléte azáltal érhető el, hogy magas hőmérsékleten nagyon aktív molekulamozgások, rezgések indulnak meg, amelyek hatására a molekulák ionokra bomlanak.
Az elektrolízis gyakorlati alkalmazása
Első gyakorlati használat Az elektrolízist 1838-ban Jacobi orosz tudós végezte. Elektrolízis segítségével lenyomatokat kapott a számokról Szent Izsák-székesegyház. Az elektrolízisnek ezt az alkalmazását galvanoplasztikának nevezik. Egy másik alkalmazási terület a galvanizálás - egyik fém bevonása egy másikkal (krómozás, nikkelezés, aranyozás stb., 5. ábra)
- Fatyf.narod.ru ().
- ChiMiK().
- Ens.tpu.ru ().
Házi feladat
- Mik azok az elektrolitok?
- Mi a kettő alapvetően különböző típusok folyadékok, amelyekben elektromos áram áramolhat?
- Mik lehetnek a szabad töltéshordozók kialakulásának mechanizmusai?
- *Miért arányos a töltéssel az elektródán lerakódott tömeg?
A folyadékok, akárcsak a szilárd anyagok, lehetnek vezetők, félvezetők és dielektrikumok. Ez a lecke a vezetőképes folyadékokra fog összpontosítani. És nem az elektronikus vezetőképességű folyadékokról (olvadt fémek), hanem a második típusú folyékony vezetőkről (sók, savak, bázisok oldatai és olvadékai). Az ilyen vezetők vezetőképessége ionos.
Meghatározás. A második típusú vezetők olyan vezetők, amelyekben kémiai folyamatok mennek végbe, amikor áram folyik.
A folyadékok áramvezetési folyamatának jobb megértéséhez a következő kísérletet képzelhetjük el: Az áramforráshoz csatlakoztatott két elektródát vízfürdőbe helyeztük, áramjelzőként egy villanykörtét vehetünk az áramkörbe. Ha bezár egy ilyen áramkört, a lámpa nem világít, ami azt jelenti, hogy nincs áram, ami azt jelenti, hogy megszakad az áramkör, és maga a víz nem vezet áramot. De ha bizonyos mennyiségű konyhasót helyez a fürdőszobába, és megismétli az áramkört, a villanykörte kigyullad. Ez azt jelenti, hogy a szabad töltéshordozók, jelen esetben az ionok elkezdtek mozogni a fürdőben a katód és az anód között (1. ábra).
Rizs. 1. Kísérleti séma
Az elektrolitok vezetőképessége
Honnan származnak az ingyenes díjak a második esetben? Amint azt az egyik előző leckében említettük, egyes dielektrikumok polárisak. A víznek poláris molekulái vannak (2. ábra).
Rizs. 2. A vízmolekula polaritása
Amikor sót adunk a vízhez, a vízmolekulák úgy orientálódnak, hogy negatív pólusaik a nátrium közelében, a pozitív pólusaik a klór közelében legyenek. A töltések közötti kölcsönhatások eredményeként a vízmolekulák a sómolekulákat az ionoktól eltérően párokra bontják. A nátriumion pozitív, a klórion negatív töltésű (3. ábra). Ezek az ionok elektromos tér hatására mozognak az elektródák között.
Rizs. 3. A szabad ionok képződésének sémája
Amikor a nátriumionok megközelítik a katódot, az megkapja a hiányzó elektronjait, a klórionok pedig feladják az övéiket, amikor elérik az anódot.
Elektrolízis
Mivel a folyadékokban az áram áramlása anyagátadással jár, ilyen áramnál megy végbe az elektrolízis folyamata.
Meghatározás. Az elektrolízis egy redox reakciókhoz kapcsolódó folyamat, amelynek során egy anyag szabadul fel az elektródákon.
Azokat az anyagokat, amelyek az ilyen hasadás eredményeként ionos vezetőképességet biztosítanak, elektrolitoknak nevezzük. Ezt a nevet Michael Faraday angol fizikus javasolta (4. ábra).
Az elektrolízis lehetővé teszi, hogy oldatokból elég tiszta formában nyerjenek anyagokat, így ritka anyagok, például nátrium, kalcium... tiszta formában történő kinyerésére használják. Ezt nevezik elektrolitikus kohászatnak.
Faraday törvényei
Az elektrolízisről szóló első művében 1833-ban Faraday bemutatta az elektrolízis két törvényét. Az első az elektródákon felszabaduló anyag tömegével foglalkozott:
Faraday első törvénye kimondja, hogy ez a tömeg arányos az elektroliton áthaladó töltéssel:
Itt az arányossági együttható szerepét a mennyiség - az elektrokémiai egyenérték - játssza. Ez egy táblázatos érték, amely minden elektrolit esetében egyedi, és a fő jellemzője. Elektrokémiai ekvivalens méret:
Az elektrokémiai ekvivalens fizikai jelentése az elektródán felszabaduló tömeg, amikor 1 C mennyiségű elektromosság halad át az elektroliton.
Ha emlékszel az egyenáramról szóló téma képleteire:
Ekkor Faraday első törvényét a következőképpen ábrázolhatjuk:
Faraday második törvénye közvetlenül vonatkozik az elektrokémiai egyenérték mérésére más állandókon keresztül egy adott elektrolitra:
Itt: - az elektrolit moláris tömege; - elemi töltés; - elektrolit vegyérték; - Avogadro száma.
A mennyiséget az elektrolit kémiai egyenértékének nevezzük. Vagyis az elektrokémiai ekvivalens ismeretéhez elegendő ismerni a kémiai egyenértéket, a képlet többi komponense világállandó.
Faraday második törvénye alapján az első törvény a következőképpen ábrázolható:
Faraday egy terminológiát javasolt ezekre az ionokra azon elektródán alapulva, amelyhez mozognak. A pozitív ionokat kationoknak nevezzük, mert a negatív töltésű katód felé mozognak, a negatív töltéseket pedig azért, mert az anód felé haladnak.
A víz fentebb leírt, a molekulát két ionra bontó hatását elektrolitikus disszociációnak nevezzük.
Az olvadékok az oldatok mellett a második típusú vezetők is lehetnek. Ebben az esetben a szabad ionok jelenléte azáltal érhető el, hogy magas hőmérsékleten nagyon aktív molekulamozgások, rezgések indulnak meg, amelyek hatására a molekulák ionokra bomlanak.
Az elektrolízis gyakorlati alkalmazása
Az elektrolízis első gyakorlati alkalmazását Jacobi orosz tudós 1838-ban alkalmazta. Elektrolízis segítségével lenyomatokat szerzett a Szent Izsák-székesegyház figuráiról. Az elektrolízisnek ezt az alkalmazását galvanoplasztikának nevezik. Egy másik alkalmazási terület a galvanizálás - egyik fém bevonása egy másikkal (krómozás, nikkelezés, aranyozás stb., 5. ábra)
- Fatyf.narod.ru ().
- ChiMiK().
- Ens.tpu.ru ().
Házi feladat
- Mik azok az elektrolitok?
- Melyik az a két alapvetően különböző típusú folyadék, amelyben elektromos áram áramolhat?
- Mik lehetnek a szabad töltéshordozók kialakulásának mechanizmusai?
- *Miért arányos a töltéssel az elektródán lerakódott tömeg?
A víz, mint univerzális oldószer.. Vizes oldatok.. Elektrolitikus disszociáció.. Elektrolit.. Gyenge és erős elektrolitok.. Hordozók elektromos töltések folyadékban.. Pozitív és negatív ionok.. Elektrolízis.. Olvadékok.. Az elektromos áram természete olvadékokban..
Az elektromos áram előfordulásának egyik feltétele a szabad töltések jelenléte, amelyek elektromos tér hatására mozoghatnak. Beszéltünk a fémek elektromos áramának természetéről is.
Ebben a leckében megpróbáljuk kitalálni milyen részecskék hordoznak elektromos töltést folyadékokban és olvadékokban.
A víz, mint univerzális oldószer
Mint tudjuk, a desztillált víz nem tartalmaz töltéshordozókat, ezért nem vezet elektromos áramot, azaz dielektrikum. A szennyeződések jelenléte azonban már meglehetősen jó vezetővé teszi a vizet.
A víz fenomenálisan képes szinte mindent feloldani kémiai elemek. Vízben oldva különféle anyagok(savak, lúgok, bázisok, sók stb.) az anyag molekuláinak ionokra bomlása következtében az oldat vezetővé válik. Ezt a jelenséget elektrolitikus disszociációnak nevezik, és maga az oldat egy elektrolit, amely képes elektromos áramot vezetni. A Föld összes vízteste kisebb-nagyobb mértékben természetes elektrolit.
A világóceán a periódusos rendszer szinte minden elemének ionjainak oldata.
A gyomornedv, a vér, a nyirok, az emberi testben lévő összes folyadék elektrolit. Minden állat és növény is elsősorban elektrolitokból áll.
A disszociáció mértéke szerint gyenge és erős elektrolitok vannak. A víz gyenge elektrolit, és a legtöbb szervetlen savak erős elektrolitokra utal. Az elektrolitokat a második típusú vezetőknek is nevezik.
Elektromos töltéshordozók folyadékokban
Amikor különböző anyagokat vízben (vagy más folyadékban) oldunk, ionokká bomlanak.
Például közönséges só A vízben lévő NaCl (nátrium-klorid) pozitív nátriumionokra (Na+) és negatív kloridionokra (Cl-) válik szét. Ha a keletkező elektrolitban a két pólus eltérő potenciálon van, akkor a negatív ionok a pozitív pólus felé sodródnak, míg a pozitív ionok a negatív pólus felé.
Így a folyadékban lévő elektromos áram pozitív és negatív ionok egymás felé irányuló áramlásaiból áll.
Míg az abszolút tiszta víz szigetelő, addig a még kis szennyeződéseket is (természetes vagy kívülről bevitt) ionizált anyagokat tartalmazó víz elektromos áramvezető.
Elektrolízis
Mivel az oldott anyag pozitív és negatív ionjai az elektromos tér hatására besodródnak különböző oldalak, az anyag fokozatosan két részre oszlik.
Az anyagnak az alkotóelemekre történő szétválasztását elektrolízisnek nevezzük.
Az elektrolitokat az elektrokémiában, a kémiai áramforrásokban (voltaikus cellák és akkumulátorok), a galvanizálási gyártási folyamatokban és más olyan technológiákban használják, amelyek a folyadékok elektromos töltéseinek elektromos tér hatására történő mozgásán alapulnak.
Megolvad
Egy anyag disszociációja víz részvétele nélkül lehetséges. Elég a kristályok megolvadásához kémiai összetétel anyagokat és olvadékot kapunk. Az anyagolvadékok, akárcsak a vizes elektrolitok, a második típusú vezetők, ezért elektrolitoknak nevezhetjük őket. Az olvadékokban lévő elektromos áram természete megegyezik a vizes elektrolitokban lévő árammal – ezek a pozitív és negatív ionok ellenáramai.
A kohászat ömledékek felhasználásával alumínium-oxidból elektrolitikus módszerrel alumíniumot állít elő. Elektromos áramot vezetnek át az alumínium-oxidon, és az elektrolízis során tiszta alumínium halmozódik fel az egyik elektródán (katódon). Ez egy nagyon energiaigényes folyamat, amely energiafelhasználás szempontjából a víz elektromos áram segítségével történő hidrogénné és oxigénné történő bomlásához hasonlít.
Az alumínium elektrolízis műhelyben
« Fizika - 10. osztály"
Melyek az elektromos áram hordozói vákuumban?
Mi a mozgásuk természete?
Folyadékok, pl szilárd anyagok, lehetnek dielektrikumok, vezetők és félvezetők. A dielektrikumok közé tartozik a desztillált víz, a vezetők közé tartoznak az elektrolitok oldatai és olvadékai: savak, lúgok és sók. A folyékony félvezetők az olvadt szelén, az olvadt szulfidok stb.
Elektrolitikus disszociáció.
Amikor az elektrolitok feloldódnak a poláris vízmolekulák elektromos mezőjének hatására, az elektrolit molekulák ionokká bomlanak szét.
A molekulák ionokra bomlását a poláris vízmolekulák elektromos mezőjének hatására ún. elektrolitikus disszociáció.
A disszociáció mértéke- az oldott anyagban lévő, ionokra bomlott molekulák aránya.
A disszociáció mértéke függ a hőmérséklettől, az oldatkoncentrációtól és elektromos tulajdonságok oldószer.
A hőmérséklet emelkedésével nő a disszociáció mértéke, és ennek következtében nő a pozitív és negatív töltésű ionok koncentrációja.
Amikor a különböző előjelű ionok találkoznak, újra semleges molekulákká egyesülhetnek.
Állandó körülmények között az oldatban olyan dinamikus egyensúly jön létre, amelyben a másodpercenként ionokká széteső molekulák száma megegyezik azon ionpárok számával, amelyek egyidejűleg semleges molekulákká rekombinálódnak.
Ionos vezetőképesség.
A vizes oldatokban vagy elektrolitolvadékokban lévő töltéshordozók pozitív és negatív töltésű ionok.
Ha egy elektrolitoldatot tartalmazó edény be van kapcsolva elektromos áramkör, akkor a negatív ionok a pozitív elektród - az anód, a pozitív ionok - a negatív - katód felé kezdenek mozogni. Ennek eredményeként elektromos áram fog átfolyni az áramkörön.
Vezetőképesség vizes oldatok vagy elektrolitolvadékot, amelyet ionok hajtanak végre, ún ionvezetőképesség.
Elektrolízis. Az ionvezetésben az áram áthaladása az anyag átadásával jár. Az elektródáknál az elektrolitokat alkotó anyagok szabadulnak fel. Az anódnál a negatív töltésű ionok leadják extra elektronjaikat (a kémiában ezt ún. oxidatív reakció), a katódon pedig a pozitív ionok fogadják a hiányzó elektronokat (redukciós reakció).
A folyadékok elektromos vezetőképességgel is rendelkezhetnek. Ilyen vezetőképességűek például a folyékony fémek.
A redoxreakciókkal összefüggő anyag felszabadulási folyamatát az elektródán ún elektrolízis.
Mi határozza meg egy bizonyos idő alatt felszabaduló anyag tömegét? Nyilvánvaló, hogy a felszabaduló anyag m tömege egyenlő egy ion m 0i tömegének szorzatával azon ionok N i számával, amelyek a Δt idő alatt elérték az elektródát:
m = m 0i N i . (16.3)
Az m 0i ion tömege egyenlő:
ahol M az anyag moláris (vagy atom) tömege, N A pedig Avogadro-állandó, azaz az egy mólban lévő ionok száma.
Az elektródát elérő ionok száma egyenlő
ahol Δq = IΔt az elektroliton áthaladó töltés a Δt idő alatt; q 0i az ion töltése, amelyet az atom n vegyértéke határoz meg: q 0i = ne (e az elemi töltés). A molekulák disszociációja során például a KBr, amely egyértékű atomokból áll (n = 1), K + és Br - ionok jelennek meg. A réz-szulfát molekulák disszociációja kétszeres töltésű Cu 2+ és SO 2- 4 ionok megjelenéséhez vezet (n = 2). A (16.4) és (16.5) kifejezéseket behelyettesítve a (16.3) képletbe, és figyelembe véve, hogy Δq = IΔt, a q 0i = ne, kapjuk
Faraday törvénye.
Jelöljük k-val az anyag m tömege és az elektroliton áthaladó Δq = IΔt töltés közötti arányossági együtthatót:
ahol F = eN A = 9,65 10 4 C/mol - Faraday állandó.
A k együttható az anyag természetétől függ (M és n értékei). A (16.6) képlet szerint megvan
m = kIΔt. (16,8)
Faraday elektrolízis törvénye:
Az elektródán felszabaduló anyag tömege a Δt idő alatt. amikor elektromos áram halad át, az arányos az áramerősséggel és az idővel.
Ezt az elméletileg kapott állítást először Faraday állapította meg kísérletileg.
A (16.8) képletben szereplő k mennyiséget nevezzük elektrokémiai ekvivalens ennek az anyagnak a mennyisége, és ebben van kifejezve kilogramm medálonként(kg/Cl).
A (16.8) képletből jól látható, hogy a k együttható számszerűen egyenlő az elektródákon felszabaduló anyag tömegével, amikor az ionok 1 C-nak megfelelő töltést adnak át.
Az elektrokémiai megfelelője egyszerű fizikai jelentése. Mivel M/N A = m 0i és еn = q 0i, így a (16.7) képlet szerint k = rn 0i /q 0i, azaz k az ion tömegének és töltésének aránya.
Az m és Δq értékeinek mérésével meg lehet határozni a különböző anyagok elektrokémiai egyenértékeit.
Kísérletileg ellenőrizheti Faraday törvényének érvényességét. Szereljük össze a (16.25) ábrán látható telepítést. Mindhárom elektrolitfürdő ugyanabban az elektrolitoldatban van megtöltve, de a rajtuk áthaladó áramok eltérőek. Jelöljük az áramerősségeket I1, I2, I3-mal. Ekkor I 1 = I 2 + I 3. A különböző fürdőkben az elektródákra felszabaduló anyagok m 1, m 2, m 3 tömegének mérésével ellenőrizhető, hogy azok arányosak-e a megfelelő I 1, I 2, I 3 áramerősségekkel.
Elektrontöltés meghatározása.
Az elektródán felszabaduló anyag tömegére vonatkozó (16.6) képlet felhasználható az elektron töltésének meghatározására. Ebből a képletből az következik, hogy az elektrontöltés modulusa egyenlő:
Ismerve az IΔt töltés áthaladása során felszabaduló anyag m tömegét, moláris tömeg M, n atom vegyértéke és Avogadro állandója N A, az elektrontöltés modulusának értéke. Kiderül, hogy e = 1,6 10 -19 C.
Ily módon határozták meg először 1874-ben az elemi elektromos töltés értékét.
Az elektrolízis alkalmazása. Az elektrolízist széles körben használják a technológiában különféle célokra. Elektrolitikusan fedje be az egyik fém felületét egy másik fém vékony rétegével ( nikkelezés, krómozás, aranyozás stb.). Ez a tartós bevonat megvédi a felületet a korróziótól. Ha biztosítja az elektrolitikus bevonat jó leválását arról a felületről, amelyre a fémet lerakják (ezt például grafit felhordásával érik el), akkor másolatot kaphat a dombormű felületről.
A lehúzható bevonatok előállításának folyamata - elektrotípia- fejlesztette ki B. S. Jacobi (1801-1874) orosz tudós, aki 1836-ban ezzel a módszerrel készített üreges figurákat a szentpétervári Szent Izsák-székesegyház számára.
Korábban a nyomdaiparban mátrixokból (egy típus lenyomata egy műanyagon) domborzati felületről (sztereotípiák) készült másolatokat kaptak, amelyekhez a mátrixokra vastag vas- vagy más anyagréteg került. Ez lehetővé tette a készlet megfelelő példányszámú reprodukálását.
Elektrolízissel a fémeket megtisztítják a szennyeződésektől. Így az ércből nyert nyers rezet vastag lemezekké öntik, amelyeket aztán anódként fürdőbe helyeznek. Az elektrolízis során az anód reze feloldódik, az értékes és ritka fémeket tartalmazó szennyeződések az aljára hullanak, a katódra pedig a tiszta réz ülepedik.
Az olvadt bauxitból elektrolízissel alumíniumot nyernek. Ez az alumínium-előállítási módszer tette olcsóvá, és a vas mellett a legelterjedtebbé a technikában és a mindennapi életben.
Elektrolízissel elektronikus áramköri lapokat állítanak elő, amelyek minden elektronikai termék alapjául szolgálnak. A dielektrikumra vékony réteget ragasztanak réz lap, amelyre speciális festékkel bonyolult mintázatú összekötő vezetékeket visznek fel. Ezután a lemezt elektrolitba helyezik, ahol a rézréteg festékkel nem borított részeit bemarják. Ezt követően a festéket lemossák, és a mikroáramkör részletei megjelennek a táblán.
