40. Металдардағы электр тогы.

Металдағы электр тогы-сыртқы электр өрісінің ықпалымен еркін электрондардың реттелген қозғалысы.Тоқ тығыздығы өткізгіштің бірлік көлденең ауданынан бірлік уақытқа тасымалданатын барлық j=ne (v) (j,v векторлық шамалар) электрондардың зарядына тең. Металдарда тоқ тасушылар электрондар болып табылады.Мұны тәжірибе жүзінде Толмен мен Стюарт тағайындаған.Металдағы тоқты еркін электрондар туғызады.олардың концентрациясы үлкен болады және металл атомдарының концентрациясымен бір ретті болады.Металдар электр өткізгіштігінің классикалық электрондық теориясының негізінде келесі ұйғарымдар жатады:1)металдағы электрондар өздерін идеал газ молекулалары секілді ұстайды.»электрондық газ» идеал газ заңдарына бағынады.2)ретсіз қозғалыс кезінде еркін электрондар өзара соқтығыспайды,олар кристалдық торлардың иондарымен соқтығысады;

3)электрондар иондармен соқтығысқанда өздерінің кинетикалық энергиясын толығымен береді.Металдағы электрондардың реттелген қозғалысының орташа жылдамдығы v өткізгіштің берілген нүктесіндегі эл.өрісінің кернеулігіне пропорционал болады. V=eƮ/2m*E (Ʈ-векторлық шама)

Мұндағы; е-электрон ззаряды;m-оның массасы;Ʈ -тектелес екі соқтығысудың арасындағы орташа уақыт.Металдардағы электр тогы дегеніміз еркін электрондардың бірыңғай реттелген қозғалысы яғни кристалл торындағы иондармен байланыспаған электрондардың қозғалысы.Бұл қорытынды көптеген тәжірибелердің нәтижесінді эл.теорияға айналды.Сондай тәжірибелердің біріне 1901 ж Рикке жасаған тәжірибені айтуға болады.Тәжірибеннің мазмұны мыныдай:жиектері мұқият тегістеліп өңделген (Cu+Al+Cu) радиустары бірдей 3 цилиндрді өзара қосқан.Цилиндрдің салмақтары өлшеніп алынған және осы өткізгіштер бойымен 1 жыл бойы үздіксіз тоқ жургізілген.Сонда осындай 10-6 Кл заряд өткені анықталды.Сол сияқты өткізгіштер түйіскен жерде металдың екінші металға өтпегендгі анықталды.Тәжірибе нәтижесінде металдардағы эл.тогын тасымалдаушылар Д.Томсон ашқан электрондар екендігі анықталды.

41. Электролиттердегі электр тогы. Фарадейдің электролиз заңы.

Электр тогы деп электр зарядтарының реттелген қозғалысын айтады. Осындай қозғалыс мүмкін болатын заттар электрдің өткізгіштері болып табылады,ал осы өткізгіштерде пайда болған электр тогы өткізгіш ток деп есептелінеді.Өткізгіште электр тогының болып тұруы үшін біріншіден, орындата алатын электр зарядтарының жəне екіншіден осы зарядтар қозғалысқа келтіруге шығындалатын электр өрісінің болуы қажет. Арнайы қойылған тəжірибелер металдарды электрді тасымалдаушы электрондар (теріс зарядты бөлшектер) екенін көрсетті.Табиғаттағы барлық электрондар бірдей болғандықтан олардың өріс күш əсерінен метал өткізгіш бойымен қозғалыс өткізгіш құрыла ешқандай да өзгертпейді. Мəселен,тəжрибеде алтын мен күміс түйіскен жері арқылы күші 10А токты бірнеше жыл бойы жүргізген металдың ешқандай тасымалданбағандығы байқалады. Электролиттердегі электр тогының металдардан өзгешелігі онда зарядты оң немесе теріс иондар болады жəне ток жүру кезінде электролит зат тасымалданады. Электр тогының сипаттамасына өткізгіштің қимасы арқылы өтетін Δq зарядының осы зарядты көшірудегі Δt уақыт аралығына қатынасы жатады.

I=Δq/Δt

Ι = Бұл шама ток күші деп аталатын болды. Егер Δq/Δt қатынасы уақыттқа байланысты ешқандай өзгермесе онда ток күшін бұл жағдайда Ι = q/t

(1А) тұрақты немесе стационар ток деп атайды.СИ өлшем бірліктерінде ток күші бірлігіне Ампер (А) алынады.Бұл бірлік 1881 жылы француз ғалымы Ампердің құрметіне берілген. Ампердің анықталуы токтың

электромагниттік əсерімен байланысты жəне кейін қарастырылады.1А тұрақты ток кезіндегі өткізгіштің көлденең қимасы арқыл 1сек ішінде 1К заряд өтеді.СГС системасында ток бірлігіне 1сгс q зарядты 1сек ішіндегі ток алынады.

1a===СГС

Токтың бағытына ,əдеттегідей оң зарядтың бағыты алынады. Ол бағыт металдардағы электрондардың қозғалу бағытына кері болады. Фарадейдің бірінші заңы. «Электр тогының электролит ерітіндісі арқылы өткендегі электродта бөлінетін зат массасы электр көлеміне тура пропорционалды болады». ∆m=kэQ. Мұндағы ∆m-реакцияға түскен заттың мөлшері; Q- электр мөлшері; kэ- электр мөлшерінің бірлігіне қанша зат әсер еткенін көрсететін пропорционалдық коэффициент.k мөлшері электрохимиялық эквивалент деп аталады. k=M/(Naz|e|) мұндағы z ион валенттілігі; М электродта бөлінген заттың молярлық массасы; Na Авогадро тұрақтысы, |e|=1,6·10-19 Кл. Фарадейдің екінші заңы.

Фарадейдің екінші заңы бойынша, өткен электрдің берілген мөлшерінде реакцияға түскен заттардың массаларының қатынасы олардың химиялық эквиваленттерінің қатынасына тең: ∆m1\A1=∆m2\A22=∆m3\A3=constЭлементтің химиялық эквиваленті сутегінің бір атомдық массасын немесе оттегінің жарты атомдық массасын қосатын немесе алмастыратын химиялық қосылыстарда 1\12 атом массасының C12болатын элемент бөлшегі массасы қатынасына тең. «химиялық эквивалент» түсінігі қосылыстарға қолданылады. Солай, қышқылдың химиялық эквиваленті сан бойынша оның молярлық массасының негізіне бөлінуін айтамыз (сутегі иондарының саны), негіздің химиялық эквиваленті-оның молярлық массасының қышқылдығына бөлінуін (бейорганикалық негіздерде- гидроксильді топтардың санына), тұздың химиялық эквиваленті- оның молярлық массасының катиондар немесе аниондар зарядтарының қосындысына қатынасы болып табылады.