Электрический ток в электролитах

Жидкие или твердые вещества, в которых присутствуют ионы, обусловливающие прохождение по ним электрического тока (ионную проводимость), называют электролитами.

К числу электролитов относятся растворы солей, кислот и щелочей в воде и в других растворителях. Они хорошо проводят электрический ток потому, что молекулы растворенного вещества диссоциируют на положительные и отрицательные ионы. Это связано с тем, что молекулы солей, кислот и щелочей и растворителя обладают большим дипольным моментом. В результате каждую молекулу растворенного вещества окружает группа молекул растворителя, которые стремятся разрушить ее. Этому способствует также тепловое движение молекул электролита. В результате большинство молекул растворенного вещества распадается на положительные ионы (катионы) и отрицательные ионы (анионы).

Процесс распада веществ в растворе под влиянием электрического поля на отдельные положительно и отрицательно заряженные ионы называется электролитической диссоциацией.

О братному процессу – воссоединению (рекомбинации или молезации) ионов электролита в нейтральные молекулы – препятствует образующаяся на ионах сольватная оболочка, состоящая из молекул растворителя.

Степень диссоциации, характеризуется коэффици-

ентом диссоциации . Коэффициент диссоциации определяется отношением числа диссоциированных молекул n к числу n_o молекул растворенного вещества

.

Различают сильные ( ~ 1) и слабые ( близка к нулю) электролиты.

К сильным электролитам относятся растворы кислот, щелочей, солей, некоторых органических кислот и оснований, к слабым – органические кислоты и основания.

Степень диссоциации зависит от природы растворителя, температуры, давления и других факторов.

З аконы электролиза

Совокупность электрохимических процессов, проходящих на электродах, погруженных в электролит, при прохождении по нему электрического тока, называется электролизом.

При прохождении электрического тока через электролит на электродах осаждаются различные вещества.

Согласно первому закону электролиза (I закону Фарадея), масса m выделившегося (или осажденного) на аноде вещества пропорциональна силе тока I и времени t его прохождения, т.е. протекшему количеству электричества:

. (1)

Здесь k – электрохимический эквивалент данного вещества.

Второй закон электролиза (II закон Фарадея) устанавливает связь электрохимического эквивалента с химическим эквивалентом вещества. Химическим эквивалентом вещества называют величину А, определяемую соотношением

,

.

(2)

Здесь  – молярная (или атомная) масса вещества;

z – валентность иона; F – постоянная Фарадея, численно равная заряду, при прохождении которого через электролит на электроде выделяется масса вещества, численно равная его химическому эквиваленту или грамм-эквиваленту вещества.

Электрический заряд переносят ионы, количество которых в грамм-эквиваленте вещества определяется соотношением , где N_A – число Авогадро (число молекул в моле). Заряд иона равен

Поэтому число Фарадея будет равно

, (3)