Происхождение
электрического тока (движение электрических зарядов) через раствор существенно
отличается от движения электрических зарядов по металлическому проводнику.
Различие, прежде всего в
том, что зарядоносителями в растворах являются не электроны, а ионы, т.е. сами
атомы или молекулы, потерявшие или захватившие один или несколько электронов.
Естественно, это движение,
так или иначе, сопровождается изменением свойств самого вещества.
Рассмотрим электрическую
цепь, элементом которой является сосуд с раствором поваренной соли и с
вставленными в него электродами любой формы из пластины. При подключении к
источнику питания в цепи появляется ток, представляющий собой в растворе
движение тяжелых заряженных частиц – ионов. Появление ионов уже означает
возможность химического разложения раствора на два основных элемента – Na и Cl.
Натрий, потерявший электрон, представляет собой положительно заряженный ион,
движущийся к электроду, который подключен к отрицательному полюсу источника
питания, электрической цепи. Хлор, «узурпировавший» электрон, представляет
собой отрицательный ион.
Отрицательные ионы хлора
движутся к электроду, который подключен к положительному полюсу источника
питания эл. цепи.
Образование положительных и
отрицательных ионов происходит вследствие самопроизвольного распада молекулы
поваренной соли в водном растворе (электролитическая диссоциация). Движение
ионов обусловлено напряжением, поданным на электроды, опущенные в раствор.
Достигнув электродов, ионы забирают или отдают электроны, образуя
соответственно молекулы Cl и Na. Подобные явления наблюдаются в растворах многих
других веществ. Молекулы этих веществ, подобно молекулам поваренной соли,
состоят из противоположно заряженных ионов, на которые они и распадаются в растворах.
Количество распавшихся молекул, точнее, число ионов, характеризует
электрическое сопротивление раствора.
Ещё раз подчеркнём, что
происхождение электрического тока по цепи, элементом которой является раствор,
вызывает перемещение вещества этого элемента электрической цепи, и,
следовательно, изменение его химический свойств, в то время, как при
прохождении электрического тока по металлическому проводнику никаких изменений
в проводнике не происходит.
От чего зависит количество
вещества, выделяющегося при электролизе на электродах? Впервые на этот вопрос
ответил Фарадей. Фарадей показал экспериментально, что масса выделяемого
вещества связана с силой тока и временем его протекания t
соотношением (закон Фарадея):
|