Меню

Калий не проводит электрический ток верно или нет

Электрический ток в электролитах

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением веществ на электродах. Это явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией. Например, хлорид меди CuCl2 диссоциирует в водном растворе на ионы меди и хлора:

При подключении электродов к источнику тока ионы под действием электрического поля начинают упорядоченное движение: положительные ионы меди движутся к катоду, а отрицательно заряженные ионы хлора – к аноду (рис 1.15.1).

Достигнув катода, ионы меди нейтрализуются избыточными электронами катода и превращаются в нейтральные атомы, оседающие на катоде. Ионы хлора, достигнув анода, отдают по одному электрону. После этого нейтральные атомы хлора соединяются попарно и образуют молекулы хлора Cl2. Хлор выделяется на аноде в виде пузырьков.

Во многих случаях электролиз сопровождается вторичными реакциями продуктов разложения, выделяющихся на электродах, с материалом электродов или растворителей. Примером может служить электролиз водного раствора сульфата меди CuSO4 (медный купорос) в том случае, когда электроды, опущенные в электролит, изготовлены из меди.

Диссоциация молекул сульфата меди происходит по схеме

Нейтральные атомы меди отлагаются в виде твердого осадка на катоде. Таким путем можно получить химически чистую медь. Ион отдает аноду два электрона и превращается в нейтральный радикал SO4 вступает во вторичную реакцию с медным анодом:

Образовавшаяся молекула сульфата меди переходит в раствор.

Таким образом, при прохождении электрического тока через водный раствор сульфата меди происходит растворение медного анода и отложение меди на катоде. Концентрация раствора сульфата меди при этом не изменяется.

Электролиз водного раствора хлорида меди

Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком Майклом Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе:

Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом.

Масса выделившегося на электроде вещества равна массе всех ионов, пришедших к электроду:

Здесь m и q – масса и заряд одного иона, – число ионов, пришедших к электроду при прохождении через электролит заряда Q. Таким образом, электрохимический эквивалент k равен отношению массы m иона данного вещества к его заряду q.

Так как заряд иона равен произведению валентности вещества n на элементарный заряд e (q = ne), то выражение для электрохимического эквивалента k можно записать в виде

Постоянная Фарадея численно равна заряду, который необходимо пропустить через электролит для выделения на электроде одного моля одновалентного вещества.

Закон Фарадея для электролиза приобретает вид:

Явление электролиза широко применяется в современном промышленном производстве.

Источник

А22.Электролитическая диссоциация

Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах. Слабые и сильные электролиты.

1 . Диссоциация по трем ступеням возможна в растворе

1) хлорида алюминия

2) нитрата алюминия

3) ортофосфата калия

4) ортофосфорной кислоты

2. Ионы I — образуются при диссоциации

3. Вещество, при диссоциации которого образуются кати­оны Na + , Н + , а также анионы SO 4 2- , является

1) кислотой 2) щелочью 3) средней солью 4) кислой солью

4. Электрический ток проводит

1) спиртовой раствор йода

2) расплав парафина

3) расплав ацетата натрия

4) водный раствор глюкозы

5. Наиболее слабым электролитом является

I) HF 2) HCI 3) НВг 4) HI

6. В качестве анионов только ионы ОН — образуются диссоциации

1) СН 3 ОН 2) ZnOHBr 3) NaOH 4) СН 3 СООН

7. Электролитом является каждое вещество в ряду:

8. Электрическая лампочка загорится при опускании электродов в водный раствор

2) ацетата натрия

4) метилового спирта

9. Какие из утверждений о диссоциации оснований в водных растворах верны?

А. Основания в воде диссоциируют на катионы металла (или подобный им катион NH 4 + ) и гидроксид анионы ОН — .

Б. Никаких других анионов, кроме ОН — , основания не образуют.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба утверждения

4) оба утверждения неверны

10. Электролитами не являются

1) растворимые соли 2) щелочи 3) растворимые кислоты 4) оксиды

11. Лампочка прибора для испытания электропроводности наиболее ярко горит в растворе

I) уксусной кислоты 2) этилового спирта 3) сахара 4) хлорида натрия

12. 2 моль ионов образуется при полной диссоциации 1 моль

13. Электролитическая диссоциация 1 моль нитрата алюминия А1( N О 3 ) 3 приводит к образованию

1) 1 моль А1 и 3 моль NO 3

2) 1 моль А1 3+ и 1 моль NO 3

Читайте также:  Адаптер переменного тока для светодиодов

3) 1 моль Al 3+ и 3 моль NO —

4) 3 моль AI 3+ , 3 моль N 5+ и 9 моль О 2-

1 4. Из приведённых утверждений:

А. Степень диссоциации показывает, какая часть от общего числа

Б. Электролит — это вещество, в расплавах и растворах, диссоциирующее на ионы

1) верно только А

2) верно только Б

4) оба утверждения неверны

15. 4 моль ионов образуется при полной диссоциации 1 моль

16 . Из приведенных утверждений:

А. При диссоциации электролит распадается на ионы.

Б. Степень диссоциации уменьшается при разбавлении концентрированного раствора.

I) верно только А

2) верно только Б

4) оба утверждения неверны

17. Не образует в водном растворе других катионов, кроме Н +

I) бензол 2) хлороводород 3) гидроксид калия 4) этан

18. Не является электролитом

1) бензол 2) хлороводород 3) гидроксид калия 4) сульфат натрия

19. Не образует в водном растворе других анионов, кроме ОН — ,

1) фенол 2) фосфорная кислота 3) гидроксид калия 4) этанол

20. В каком ряду все указанные вещества являются неэлектролитами?

1) этанол, хлорид калия, сульфат бария

2) рибоза, гидроксид калия, ацетат натрия

3) сахароза, глицерин, метанол

4) сульфат натрия, глюкоза, уксусная кислота

21. Большее количество ионов образуется при электролитической диссоциации 1 моль

1) хлорида калия

2) сульфата алюминия

3) нитрата железа ( III)

4) карбоната натрия

22. Сильными электролитами являются

1) HCO О H и С u( ОН) 2

23. Среди указанных кислот наиболее сильной является

24. Слабым электролитом является кислота

25. Концентрация каких частиц в растворе H 3 PO 4 , наименьшая

26. В качестве катионов только ноны Н+ образуют при диссоциации

27. Электролитом не является

1) расплав гидрооксида натрия

2) азотная кислота

3) раствор гидроксида натрия

4) этиловый спирт

28. Слабым электролитом является

2) серная кислота (р-р)

3) хлорид натрия (р-р)

4) гидроксид натрия (р-р)

29. Слабым электролитом является

1) гидроксид натрия

2) уксусная кислота

3) азотная кислота

30. Наибольшее количество хлорид-ионов образуется в растворе при диссоциации 1 моль

1) хлорида меди( II)

2) хлорида кальция

3) хлорида железа( III)

4) хлорида лития

31. Газ выделяется при взаимодействии растворов

1) сульфата калия и азотной кислоты

2) хлороводородной кислоты и гидроксида калия

3) серной кислоты и сульфита калия

4) карбоната натрия и гидроксида бария

32. Нерастворимая соль образуется при взаимодействии

2) HN О 3 (р-р) и С u О

33. Одновременно не могут находиться в растворе группы:

2) Ва 2+ , Ag + , ОН-, F —

3) Н 3 O + , Са 2+ С l — , NO 3

4) Mg 2+ , Н 3 O + , В r — , С l —

34. Какое молекулярное уравнение соответствует сокра­щенному ионному уравнению H + + ОН — = H 2 O?

1) ZnCl 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaCl

35. Газ выделяется при взаимодействии растворов

1) сульфата калия и азотной кислоты

2) хлороводородной кислоты и гидроксида бария

3) азотной кислоты и сульфида натрия

4) карбоната натрия и гидроксида бария

36. Одновременно не могут находиться в растворе все ионы ряда

1) Fe 3+ , К + , С l — , S0 4 2-

2) Fe 3+ , Na + , NO 3 — , SO 4 2-

3) Са 2+ , Li + , NO 3 — , С l —

4) Ba 2+ , Cu 2+ , OH — , F —

37. Соль и щелочь образуются при взаимодействии раство­ров

1) А1С1 3 и NaOH

38. Нерастворимая соль образуется при сливании водных растворов

1) гидроксида калия и хлорида алюминия

2) сульфата меди( II) и сульфида калия

3) серной кислоты и гидроксида лития

4) карбоната натрия и хлороводородной кислоты

39. Осадок выпадет при взаимодействии растворов

40. Сокращенное ионное уравнение Fe 2+ + 2OH — = Fe(OH) 2

соответствует взаимодействию веществ:

2) FeSO 4 и LiOH

41. При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору неизвестной соли образовался, а затем исчез бесцветный студенистый осадок. Формула неизвестной соли

42. Краткое ионное уравнение

Cu 2+ + S 2- = CuS соответствует реакции между

43. Продуктами необратимо протекающей реакции ионного не могут быть

1) сернистый газ, вода и сульфат натрия

2) карбонат кальция и хлорид натрия

3) вода и нитрат бария

4) нитрат натрия и карбонат калия

44. При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору неизвестной соли образовался бурый осадок. Формула неизвестной соли

45. Краткое ионное уравнение

H + + ОН — = Н 2 O соответствует реакции между

4) НС1 и С u( ОН) 2

46. Хлорид натрия может быть получен в реакции ионного обмена в растворе между

1) гидроксидом натрия и хлоридом калия

2) сульфатом натрия и хлоридом бария

3) нитратом натрия и хлоридом серебра

4) хлоридом меди( II) и нитратом натрия

47. Продуктами необратимо протекающей реакции ионного обмена не могут быть

1) вода и фосфат натрия

2) фосфат натрия и сульфат калия

3) сероводород и хлорид железа( II)

4) хлорид серебра и нитрат натрия

48. При добавлении раствора гидроксида натрия к раствору неизвестной соли образовался синий осадок. Формула неизвестной соли

49. Краткое ионное уравнение реакции между С u( ОН) 2 и соляной кислотой

Читайте также:  Нет тока в цепи топлива

1) Н + + ОН — = Н 2 O

2) С u( ОН) 2 +2С l — = CuCl 2 + 2O Н —

3) Cu 2+ + 2 НС1 = CuCl 2 + 2 Н +

4) Cu(OH) 2 + 2 Н + = С u 2+ + 2 Н 2 O

50. Практически необратимо протекает реакция межлу

2) NaCl и CuSO 4

51. Сокращенное ионное уравнение

2 H + + CO 3 2- =CO 2 +H 2 O соответствует взаимодействию

1) азотной кислоты с карбонатом кальция

2) сероводородной кислоты с карбонатом калия

3) соляной кислоты с карбонатом калия

4) гидроксида кальция с оксидом углерода ( IV)

52. С выпадением осадка протекает реакция между раствором гидроксида натрия и

53. С выделением газа протекает реакция между азотной кислотой и

Источник

Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот)

Содержание:

Сильнейшим окислительно — восстановительным действием обладает электрический ток. С помощью воздействия электрического тока на вещество можно получить чистый металл. Этот метод называется электролизом.

Электролиз – процесс, при котором происходит разложение вещества электрическим током.

Процесс электролиза может протекать только в веществах, проводящих электрический ток, то есть электролитах. К электролитам относят представителей основных классов неорганических соединений – кислоты, соли, щелочи.

Для протекания процесса требуется устройство, называемое электролизером.

Схема электролиза

Данное устройство работает от внешнего источника питания, который подает электрический ток. Представляет собой емкость, в которую опущены два электрода (катод и анод), заполнена емкость электролитом. При подаче электрического тока происходит разложение вещества. Для того чтобы узнать протекает электролиз или нет, в цепь включают лампочку, если лампочка загорается, значит в системе есть ток, если при замыкании цепи, лампочка не горит, то электролиз не протекает – вещество является не электролитом.

Катод (-) – является отрицательно заряженным электродом, катионы ( + ) перемещаются к нему и происходит процесс восстановления.

Анод (+) – положительно заряженный электрод, к нему перемещаются анионы (-) и происходит процесс окисления.

Можно выделить два типа электролиза для расплавов и растворов. Ход этих двух процессов происходит по-разному. Зависит по большей части это от содержания воды в растворе, которая тоже принимает участие в процессе. В расплаве происходит разложение только вещества.

Особенности электролиза расплавов

В расплаве электролит непосредственно подвергается воздействию электрического тока. Металл всегда образуется на катоде, а продукт анода зависит от природы вещества.

При разложении расплава оснований на катоде образуется металл, а на аноде окисляется кислород. (расплав соли – это чистое вещество без примесей в основном твердые вещества)

Расплав основания

Разложение расплавов солей происходит по-разному у бескислородных и кислородосодержащих. У бескислородной соли на аноде окисляется анион – кислотный остаток, а у кислородосодержащей – окисляется кислород.

Расплав соли

Рассмотрим пример электролиза расплава бескислородной соли – хлорида калия. Под действием постоянного электрического тока соль разлагается на катионы калия и анионы хлора.

Катионы K + перемещаются к катоду и принимают электроны, происходит восстановление металлического калия.

  • Катодный процесс: K + + e — → K 0

Анионы Cl движутся к аноду, отдавая электроны, происходит образование газообразного хлора.

  • Анодный процесс: 2Cl — — 2e — → Cl2 0 ↑

Суммарное уравнение процесса электролиза расплава хлористого калия можно представить следующим образом:

Особенности электролиза растворов

В растворах электролитов, помимо самого вещества, присутствует вода. Под действием электрического тока водный раствор электролита разлагается.

Процессы, происходящие на катоде и аноде, различаются.

1. Процесс на катоде не зависит от материала, из которого он изготовлен. Однако, зависит от положения металлов в электрохимическом ряду напряжений.

Процесс на катоде

2. Процесс на аноде зависит от материала, из которого состоит анод и от его природы.

а) Растворимый анод (Cu, Ag, Ni, Cd) подвергается Me => Me n+ + ne

б) На не растворимом аноде (графит, платина) обычно окисляются анионы S — , J — , Br — , Cl — , OH — и молекулы H2O:

  • 2J — => J2 0 + 2e;
  • 4OH — => O2 + 2H2O + 4e;
  • 2H2O => O2 + 4H + + 4e

Рассмотрим примеры различных вариантов электролиза растворов:

1. Разложение бескислородной соли на нерастворимом электроде

Чтобы ознакомиться с этим вариантом электролиза, возьмем йодистый калий. Под действием тока ионы калия устремляются к катоду, а ионы йода к аноду.

Калий находится в диапазоне активности слева от алюминия, поэтому на катоде восстанавливаются молекулы воды и образуется атомарный водород.

Процесс протекает на нерастворимом аноде и в состав соли входит бескислородный остаток, поэтому на аноде образуется йод.

В результате можно создать общее уравнение электролиза:

2. Разложение бескислородной соли на растворимом электроде (медь)

Рассмотрим на примере хлорида натрия. Данная соль разлагается на ионы натрия и хлора, но следует учитывать материал анода. Медный анод сам подвергается окислению. На аноде выделяется чистая медь, и ионы меди переходят с анода на катод, где также осаждается медь. В итоге процесс можно представить следующими уравнениями реакций.

  • NaCl → Na + + Cl —
  • Катод: Cu 2+ + 2e — → Cu 0
  • Анод: Cu 02e — → Cu 2+

В растворе концентрация хлорида натрия остается неизменной, поэтому составить общее уравнение реакции процесса не представляется возможным.

3. Разложение кислородосодержащей соли на нерастворимом (инертном) электроде

Читайте также:  Термостабильный генератор тока схема

Возьмем для примера раствор нитрата калия. В процессе электролиза происходит распад на ионы калия и кислотного остатка.

В ряду активности металлов калий находится левее алюминия, поэтому на катоде восстанавливаются молекулы воды и образуется газообразный водород.

Молекулы воды окисляются на аноде и выделяется кислород.

В результате получаем общее уравнение электролиза:

4. Электролиз раствора щелочи на инертном электроде

В случае разложения щелочи в процесс электролиза включаются молекулы воды и гидроксид-ионы.

Барий находится левее алюминия, поэтому на катоде происходит восстановление воды и выделение водорода.

На аноде откладываются молекулы кислорода.

Получаем суммарное уравнение электролиза:

5. Электролиз раствора кислоты на инертном электроде

При разложении азотной кислоты под действием электрического тока в процесс вступают катионы водорода и молекула воды.

На катоде выделяется водород, на аноде – кислород. Получаем суммарное уравнение процесса:

Применение электролиза

Процессы электролиза нашли свое применение в промышленности в первую очередь для получения чистых металлов электрохимическим путем. Побочными продуктами этого процесса являются кислород и водород, поэтому он является промышленным способом получения этих газов. Очень часто применяют для очистки металлов от примесей и защиты от коррозии.

Источник



Отвечаем на вопрос: проводит ли электрический ток дистиллированная вода?

Поскольку в дистиллированной воде практически отсутствуют различные примеси и вещества, то считается, что она не проводит ток.

Дистиллят также не является его проводником по ряду других причин. Все это обусловлено такими показателями дистиллированной воды, как удельная электрическая проводимость и диэлектрическая проницаемость.

Попробуем разобраться, проводит ли ток дистиллированная вода.

Проводит электричество или нет?

foto12970-2

Теоретически дистиллированная вода не относится к числу веществ, проводящих электроток. В идеально чистой жидкой среде отсутствуют минеральные соли и дополнительные примеси.

В ней практически нет свободных ионов. В такой среде отсутствуют подходящие условия для их взаимодействия.

На практике из водного раствора не удается полностью удалить все соли и примеси. Их концентрация в ней существенно ниже, чем в обычной воде.

Но такая очищенная среда все равно содержит в себе некоторое количество веществ, которые могут передавать электричество. Такая жидкая среда может быть слабым проводником.

Почему не передает?

Очищенные растворы не являются передатчиками электричества по следующим причинам:

  • в них нет растворенных солей или их уровень низкий;
  • не имеют в своем составе заряженных ионов;
  • в них не присутствуют прочие вещества, способные выступать посредниками при передаче электрических разрядов.

Электропроводность повышается благодаря присутствию в воде примесей и солей. А поскольку в дистилляте их практически нет, то сами по себе водные молекулы ток провести не смогут.

Показатели растворов, влияющие на их электропроводимость

На возможность проведения электрических разрядов очищенными смесями оказывают влияние два значения. Первое из них – удельная электропроводность.

Она позволяет выяснить, насколько жидкая субстанция способна пропускать электроток. Для этого на нее воздействуют электрополем.

Второй показатель – диэлектрическая проницаемость. Она дает представление о том, насколько жидкость слабо проводит электроток.

Удельная электропроводность

foto12970-3

Для дистиллированных составов установлено ее специальное значение. Если они соответствуют ему, то признаются дистиллятами.

Удельная электропроводимость для стерильной H2O зафиксирована ГОСТом 6709-72. Ее оптимальная величина составляет 0,5 мСименс/м.

Это очень маленький коэффициент. При таком уровне состав практически не может пропускать электроток.

Также играет роль температура среды. Для дистиллята оптимальным будет показатель в 0,5 мСименс/м при его температуре в 200С. Если значение электропроводности будет больше, то вода уже не будет считаться дистиллированной.

Удельная электропроводимость в 0,5 мСименс/м является нормой для данного типа воды.

Диэлектрическая проницаемость

Данный коэффициент позволяет охарактеризовать то, каковы электрические свойства дистиллята. Он дает представление о том, насколько хорошо дистиллированные составы изолируют токовые частицы.

При этом коэффициент будет уменьшаться вместе с нагреванием жидкости. При кипении показатель уже составляет 55. То есть вместе с нагреванием вода начнет лучше отдавать электроток. Коэффициент падает в два раза, если воду нагреть до 2000С. Значение составит уже порядка 34,5.

Передатчиком или диэлектриком выступает дистиллят?

foto12970-4

Поскольку у раствора низкая величина электропроводности и достаточно высокий уровень изолирующей проницаемости, то он является диэлектриком.

То есть такая смесь плохо отдает электроток или совсем его не проводит.

На то, что жидкость считается диэлектриком, влияет отсутствие в ней солей. Именно они улучшают проводимость.

Нехватка солей сопряжена с отсутствием в растворах свободных ионов. Они не могут передавать разряды. А сами молекулы считаются слабыми проводниками.

Много полезной и важной информации о дистиллированной воде найдете в этом разделе.

Заключение

Дистиллированная вода в целом не передает ток. Это обусловлено дефицитом в ней солей и иных примесей, которые могут выступать его хорошими проводниками. В связи с этим в стерильных смесях отсутствуют свободные ионы.

При этом плохим проводником будет только идеально чистая среда. Домашняя очищенная вода даже после очистки все равно будет иметь в составе соли. Из-за этого она может слабо пропускать токи.

Источник