Меню

Расплав парафина проводит электрический ток или нет

Электрический ток в жидкостях

Знакомство с явлением

Соединим с источником тока последовательно лампу и электролитическую ванну с дистиллированной водой, в которую опущены угольные электроды. Химически чистая вода почти не проводит ток.

ванна с дистиллированной водой

Если же в воде растворить соль (например CuSO4, CuCl2), то лампочка загорится, а на катоде из раствора выделится медь.

проводимость электролитов

Электролитическая диссоциация

По способности проводить электрический ток в водном растворе и расплаве все вещества делятся на электролиты и неэлектролиты.

электролиты

Электролитическая диссоциация – явление расщепления нейтральных молекул кислот, солей и щелочей при их растворении на положительные и отрицательные ионы.

электролитическая диссоциация

Интенсивность электролитической диссоциации зависит:

  1. От температуры раствора.
  2. От концентрации раствора.
  3. От рода раствора (его диэлектрической проницаемости).

Электрический ток в растворах и (или расплавах) электролитов представляет собой упорядоченное перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях.

электрический ток в электролитах

На вольт-амперной характеристике график смещен вследствие явления поляризации.

вольт-амперная характеристика

Справедлив закон Ома при неизменной концентрации раствора и температуры.

Электролиз

Электролиз – перенос вещества при прохождении электрического тока через электролит.

Электролиз сопровождается выделением на электродах, опущенных в электролит, составных частей растворенного вещества.

Закон электролиза Фарадея

Масса вещества, выделившегося на электроде за время Dt при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени:

закон электролиза

k – электрохимический эквивалент вещества ().

сопротивление электролита

Сопротивление электролита уменьшается с ростом температуры, т. к. увеличивается количество ионов вследствие электролитической диссоциации.

Закон Фарадея позволяет определить заряд электрона:

Вывод о существовании в природе элементарного электрического заряда был сделан Гельмгольцем в 1881 г.

Применение электролиза

Рафинирование (очистка) металлов

Процесс происходит в электролитической ванне. Анодом служит металл, подлежащий очистке, катодом – тонкая пластинка из чистого металла, а электролитом – раствор соли данного металла, например при рафинировании меди – раствор медного купороса.

При определенных условиях на катоде выделяется чистая медь, а примеси выпадают в виде осадка или переходят в раствор.

рафинирование меди

Электрометаллургия

Некоторые металлы, например алюминий, получают методом электролиза из расплавленной руды. Электролитической ванной и одновременно катодом служит железный ящик с угольным подом, а анодом – угольные стержни. Температура руды (около 900 0 С) поддерживается протекающим в ней током. Расплавленный алюминий опускается на дно ящика, откуда его через отверстие выпускают в форму для отливки.

электорометаллургия

Гальваностегия

Электролитический способ покрытия металлических изделий слоем благородных металлов не поддающихся окислению.

гальваностегия

Гальванопластика

Используется для воспроизведения формы рельефных предметов (медалей, монет, точных копий художественных изделий).

гальванопластика

Электроэпиляция

Используется в косметологии для удаления волос воздействием на волосяные фолликулы очень тонкими иголками.

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

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

Читайте также:  Схема строповки трансформаторов тока

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:  Как направлен электрический ток в металлических проводниках

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.

Читайте также:  Электробезопасность понятие последствия поражения человека электрического тока

3. Разложение кислородосодержащей соли на нерастворимом (инертном) электроде

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



Электропроводность растворов

Установка для сравнения электропроводности растворовРис. 71. Установка для сравнения электропроводности растворов

Хорошими проводниками электрического тока, помимо металлов, являются расплавленные соли и основания. Способностью проводить ток обладают также водные растворы оснований и солей. Безводные кислоты — очень плохие проводники, но водные растворы кислот хорошо проводят ток. Растворы кислот, оснований и солей в других жидкостях в большинстве случаев тока не проводят, но и осмотическое давление таких растворов оказывается нормальным. Точно так же не проводят тока водные растворы сахара, спирта, глицерина и другие растворы с нормальным осмотическим давлением.

Различное отношение веществ к электрическому току легко иллюстрировать следующим опытом.

Соединим провода, идущие от осветительной сети, с двумя угольными или металлическими пластинками— электродами (рис. 71). В один из проводов включим электрическую лампу, позволяющую грубо судить о наличии тока в цепи. Погрузим теперь свободные концы электродов в сухую поваренную соль или безводную серную кислоту. Лампа не загорается, так как эти вещества не проводят тока и цепь остается незамкнутой.

Тоже самое происходит, если погрузить электроды в стакан с чистой дестиллированной водой. Но стоит только растворить в воде немного соли или прибавить к ней какой-нибудь кислоты или основания, как лампа тотчас же начинает ярко светиться. Свечение прекращается, если опустить электроды в раствор сахара, глицерина и т. п.

Сванте АррениусСванте Аррениус (1859—1927)

Таким образом, среди растворов способностью проводить ток обладают преимущественно водные растворы кислот, оснований и солей. Сухие соли, безводные кислоты и основания (в твердом виде) тока не проводят почти не проводит тока и чистая вода. Очевидно, что при растворении в воде кислоты, основания и соли подвергаются каким-то глубоким изменениям, которые и обусловливают электропроводность получаемых растворов.

Электрический ток, проходя через растворы, вызывает в них, так же как и в расплавах, химические изменения, выражающиеся в том, что из раствора выделяются продукты разложения растворенного вещества или растворителя. Вещества, растворы которых проводят электрический ток, получили название электролитов. Электролитами являются кислоты, основания и соли.

Химический процесс, происходящий при пропускании тока через раствор электролита, называется электролизом. Исследуя продукты, выделяющиеся у электродов при электролизе кислот, оснований и солей, установили, что у катода всегда выделяются металлы или водород, а у анода — кислотные остатки или гидроксильные группы, которые затем подвергаются дальнейшим изменениям. Таким образом, первичными продуктами электролиза оказываются те же составные части кислот, оснований и солей, которые при реакциях обмена, не изменяясь, переходят из одного вещества в другое.

Сванте Аррениус (Svante Arrhenius) — шведский ученый, физико-химик, родился 19 февраля 1859 г. Был профессором университета в Стокгольме и директором Нобелевского института. В результате изучения электропроводности растворов предложил в 1887 г. теорию, объясняющую проводимость электрического тока растворами кислот, щелочей и солей, получившую название теории электролитической диссоциации.

Аррениусу принадлежит также ряд исследовании по астрономии, космической физике и в области приложения физико-химических законов к биологическим процессам.

Вы читаете, статья на тему Электропроводность растворов

Источник