5. Электролиты. Подвижные носители зарядов. Электролиз. Природа тока в электролитах. Условия возникновения тока.

Электролиты — вещества, расплавы или растворы которых проводят электрический ток вследствие диссоциации (процесс распада электролита на ионы при растворении его в полярном растворителе или при плавлении), на ионы, однако сами вещества не проводят электрический ток.

Примерами электролитов могут служить растворы кислот, солей и оснований.

Электролиты являются важной частью химических источников тока: гальванических элементов и аккумуляторов.  Электролит участвует в химических реакциях окисления и восстановления с электродами, благодаря чему возникает ЭДС. В источниках тока электролит может находиться в жидком состоянии (обычно это — водный раствор), или загущённым до состояния геля.

Подвижные носители заряда — общее название подвижных частиц или квазичастиц, которые несут электрический заряд и способны обеспечивать протекание электрического тока.

Примерами подвижных частиц являются электроны, ионы. Примером квазичастицы-носителя заряда является дырка.

Чаще всего термин «носители заряда» применяется в физике твёрдого тела и физике полупроводников.

Электролиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

 Электрический ток в электролитах обусловлен движением положительных ионов (катионов) и отрицательных ионов (анионов) в растворе.

Для возникновения и поддержания тока в какой-либо среде необходимо выполнение двух условий: -наличие в среде свободных электрических зарядов -создание в среде электрического поля. В разных средах носителями электрического тока являются разные заряженные частицы.

6. Первый закон электролиза. Электрический эквивалент вещества.

 Фарадей установил, что масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит:

если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток с силой тока I. Коэффициент пропорциональности   называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

Электрохимический эквивалент — количество вещества, которое должно выделиться на электроде, согласно закону Фарадея, при прохождении через электролит единицы количества электричества:

где   — постоянная Фарадея.

7. Второй закон электролиза. Химический эквивалент. Число Фарадея.

Второй закон Фарадея записывается в следующем виде:

где   — молярная масса данного вещества, образовавшегося (однако не обязательно выделившегося — оно могло и вступить в какую-либо реакцию сразу после образования) в результате электролиза, г/моль;   — сила тока, пропущенного через вещество или смесь веществ (раствор, расплав), А;   — время, в течение которого проводился электролиз, с;   — постоянная Фарадея, Кл·моль⁻¹;   — число участвующих в процессе электронов, которое при достаточно больших значениях силы тока равно абсолютной величине заряда иона, принявшего непосредственное участие в электролизе.

Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности z. Поэтому электрохимический эквивалент

где   — постоянная Фарадея.

Постоянная Фарадея  , — физическая постоянная, определяющая соотношение между электрохимическими и физическими свойствами вещества.

Постоянная Фарадея равна   Кл·моль⁻¹.