Презентация по физике на тему "Электрический ток в жидкостях" (10 класс)

Сравним свойства проводников и полупроводников.

Чем обусловлена электрическая  проводимость металлов?
Чем создается электрический ток в чистом полупроводнике?
Влияние примесей на сопротивление проводников?
Влияние примесей на сопротивление полупроводников.



Электрический ток
в жидкостях

Сравнить электропроводность жидкостей.
Разъяснить физическую природу электропроводности жидких проводников.
Ввести определение понятий:
- электролиты;
- электрическая диссоциация;
- степень диссоциации.
2. Рассмотреть явление электролиза.
3. Закон Фарадея.
4. Применение электролиза в технике.

Все ли вещества проводят ток?

Строение молекулы воды

Диполь воды

Взаимодействие молекул воды с молекулами электролита - гидратация

=

+

Na

+

Электрическая диссоциация – расщепление молекул электролита на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя
В процессе диссоциации:
NaCL. ↔ Na+ + Cl-,
Если в дистиллированную Н2О. налить НCl
НCl↔ Н+ + Cl-,
Если в дистиллированную Н2О. налить NaОН
NaОН↔ Na+ +ОН-

 Вывод:  подвижными носителями зарядов в растворах, расплавах солей, кислот и щелочей являются ионы.

19

+

+

+

+

-

-

-

-

Анионы

Катионы

Анод

Катод

-

+

Природа электрического тока в электролитах. 
Ток в растворах электролитов – это упорядоченное движение положительных и отрицательных ионов.

Не содержащие свободные заряженные частицы (недиссоциирующие)-неэлектролиты

Практическая часть №1

Выяснить, влияет ли концентрация раствора электролита на силу тока.

Вывод № 1.

Сила тока зависит от концентрации раствора, чем насыщение раствор, тем больше сила тока.

Практическая часть №2

Установить, как влияет площадь погружения электродов на силу тока.

Вывод № 2.

Сила тока зависит от площади погружения электродов, чем больше площадь погружения тем больше сила тока и наоборот.

Зависимость силы тока от площади погружения электродов.

Практическая часть № 3.

Установить, как влияет расстояния между электродами на силу тока.

Вывод № 3.

Сила тока зависит от расстояния между электродами, чем меньше расстояние тем больше сила тока и наоборот.

Практическая часть № 4.

Выяснить, как влияет температура электролита на силу тока в нём.

Вывод № 4.

С повышением температуры электропроводность электролита увеличивается.

Практическая часть № 5.

Выяснить, как влияет природа электролита на силу тока в нём.

Вывод № 5.

Различные электролиты по-разному проводят электрический ток.

↑

Процесс выделения на электродах вещества, связанный с окислительно-востановительной реакцией – называется электролизом.

Явление электролиза
было открыто в 1800г
анг. физиками
У.Никольсом и А.Карлейлем.

От чего зависит масса вещества, выделившегося на электродах за определённое время?Закон электролиза (Закон Фарадея).

Исследовал электролиз и открыл его законы в 1834 г. английский физик Майкл Фарадей

1. Как найти массу вещества, выделившегося на электродах?

1 закон Фарадея

Масса вещества, выделившегося на электроде за время Δt при прохождении электрического тока, прямопропорциональна силе тока и времени


K – электрохимический эквивалент вещества (зависит от молярной массы вещества «М» и валентности «n»)
Физ. смысл k – численно равен массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.

- постоянная Фарадея

F= 9,65 *10 -4 Кл/моль
Физ.смысл F- численно равна заряду, который надо пропустить через раствор электролита, чтобы выделить на электроде 1 моль одновалентного вещества.

k=

Применение электролиза

Применение электролиза в технике:
Гальванопластика- электролитическое изготовление металлических копий, рельефных предметов. Этим способом были сделаны фигуры для Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге.
Гальваностегия- декоративное или антикоррозийное покрытие металлических изделий тонким слоем другого металла (никелирование, хромирование, омеднение, золочение).
Электрометаллургия-получение чистых металлов при электролизе расплавленных руд (Al, Na, Mg, Be).
Рафинирование металлов- очистка металлов от примесей.

Борис Семёнович Якоби
1801-1874
Русский физик и электротехник, академик Петербуржской Академии наук (1842). Многочисленные труды по практическому применению электричества.
В 1838 году создал гальванопластику – процесс изготовления рельефных металлических копий путем электролиза

Изготовление декоративных скульптур
методом гальванопластики

Применение электролиза

Копия барельефа, полученная методом гальванопластики

Гальванопластика – получение отслаиваемых копий предмета, полученных путем осаждения металла на поверхности предмета электролитическим способом

Точность копирования формы предмета очень высокая, т.к. процесс идет на ионном (молекулярном) уровне

Венцы, чеканка, камни, золочение

Применение электролиза

Гальваностегия – покрытие предметов неокисляющимся металлами для защиты от коррозии
(Ni, Cr, Zn, Ag, Au, Cu …)

Приведите примеры защитных покрытий в быту и технике

гальваническое наращивания тонкого слоя

Применение электролиза

Катод – тонкая пластина чистой меди, анод – толстая пластина неочищенной меди

При прохождении тока через электролит на катоде оседает чистая медь, анод расходуется и истощается

Примеси остаются в электролите или оседают на дно

При плотности тока 0,3 А на 1 дм2 процесс идет несколько дней

Применение электролиза

Алюминий получают электролитическим способом из глинозема (вспомните – алюминий является одним из самых распространенных химических элементов земной коры и содержится в любой глине)

Электролитическим способом получают:
Магний, натрий, калий, кальций …
Соду, хлор, хлористый кальций …

Осуществив, например, электролиз раствора поваренной соли NaCl, мы можем получить сразу 3 полезных химических вещества:
Газообразные водород и хлор, а также раствор едкого натра NaOH

Промышленное получение алюминия

Электролиты – это …

водные растворы солей, кислот, щелочей.

Неэлектролиты – это …

дистилированная вода, сахар, минеральное масло, спирт,нерастворимые оксиды …..

Носителями заряда в электролитах являются…

положительные и отрицательные ионы.

© Акимцева А.С. 2008

Диссоциация – это процесс…

расщепления молекул электролита на положительные
и отрицательные ионы под действием растворителя или расплавления

Уравнение диссоциации хлорида меди имеет вид…

Рекомбинация – это процесс…

соединение ионов в нейтральную
молекулу.

Если в электролите нет электрического поля, то ионы движутся….

непрерывно и хаотично.

Если в электролите создать ЭП, то ионы
начнут двигаться…, положительные ионы
меди к…, а отрицательные ионы хлора к …

Значит, ток в электролитах – это…

упорядоченное движение
положительных и отрицательных ионов.

Направление тока в электролите

При прохождении электрического тока через электролит наблюдается…

выделение веществ, входящих в
электролит, на электродах!!!

Электролиз – это явление…

выделения на электродах веществ,
входящих в состав электролита, при
протекании через него электрического
тока.

КОН ↔

H2SO4 ↔

СаСl2 ↔