Билет №22. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Радиоактивность – свойства некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.Радиоактивное излучение состоит из α-, β- и γ - лучей. Эти лучи по-разному ведут себя в электрических и магнитных полях. α-лучи представляют собой поток ядер атомов гелия , β-лучи – это поток быстрых электронов , γ-лучи - фотоны очень большой энергии.

Радиоактивный распад является процессом вероятностным. Иными словами, никогда нельзя предсказать, когда распадётся то или иное ядро. Ядра претерпевают радиоактивные превращения независимо друг от друга. Время, за которое распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер , называется периодом полураспада .

Закон радиоактивного распада: , где - число не распавшихся радиоактивных ядер в момент времени .

Число радиоактивных распадов за единицу времени называется активностью радиоактивного распада: , , .

Необходимо отметить, что естественная радиоактивность не обязательно сопровождается всеми тремя типами излучения. Возможны реакции, в которых наблюдается только одна составляющая излучения.

Альфа-распад – явление, при котором радиоактивные ядра некоторых элементов самопроизвольно испускают α-частицы. Альфа-распад подчиняется правилу смещения: при α-распаде атомный номер ядра уменьшается на две единицы, а массовое число – на четыре единицы: . Особенности альфа-распада: 1) наблюдается, как правило, только для тяжелых ядер; 2) энергия частиц для различных ядер составляет от 2 МэВ до 9МэВ; 3) частицы, вылетающие из ядер одного и того же вещества, имеют, как правило, одну и ту же энергию.

Бета-распад - явление, при котором радиоактивные ядра некоторых элементов самопроизвольно испускают β-частицы. Правило смещения для бета-распада: при β-распаде атомный номер ядра увеличивается на единицу, а массовое число не меняется: . Особенности бета-распада: 1) наблюдается, как правило, для тяжелых и средних ядер; 2)скорости вылетающих электронов сильно различаются по величине.

Гамма-излучение – это испускание γ-кванта (испускание электромагнитной волны). γ -излучение не приводит к превращению элемента: . γ-квант испускается при переходе ядра из возбужденного состояния в основное. Испускается γ-излучение не радиоактивным ядром, а дочерним ядром, возникающим в результате распада. Свойства γ-излучения: 1) высокая частота; 2) при прохождении через вещество γ-кванты очень редко сталкиваются с ядрами и электронами, но если сталкиваются, то резко отклоняются от первоначально направления; 3) энергия γ-квантов при столкновении с ядрами практически не меняется, но некоторая часть γ-квантов ядрами поглощается.

Билет №23. Электрический ток в электролитах. Законы электролиза.

Распад молекул вещества на ионы при растворении его в жидкости называется электролитической диссоциацией, а сам раствор при этом становится электролитом. Носителями тока в электролитах являются ионы, поэтому проводимость электролитов называют ионной. Под действием сил электрического поля положительные ионы - катионы движутся к катоду, а отрицательные ионы - анионы движутся к аноду.

Электролиз – явление выделения на каком-либо из электродов химических элементов, входящих в состав электролита, при прохождении электрического тока через него. При этом на катоде выделяются металлы или водород, а на аноде остатки химического соединения.

Электролиз описывается двумя основными законами, экспериментально установленными Фарадеем.

Первый закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит: , где - сила тока, - время протекания тока через электролит, - электрохимический эквивалент вещества, .

Второй закон Фарадея: электрохимический эквивалент вещества пропорционален его химическому эквиваленту: , где – молярная масса, -валентность, - химический эквивалент вещества, - коэффициент пропорциональности, , - постоянная Фарадея, .

С помощью электролиза из солей и оксидов получают многие металлы (медь, алюминий, никель и др.) и вещества с очень малым количеством примесей. Электролиз позволяет создавать защитные антикоррозийные покрытия на поверхности металлов – никелирование, хромирование и т.п., а так же создавать металлические копии рельефных поверхностей. На явлении электролиза основано действие кислотных и щелочных аккумуляторов, в которых используется свойство обратимости электролиза при пропускании электрического тока в обратном направлении.