Электрическая схема электролиза. Законы Фарадея для электролиза. Приведите примеры применения электролиза.

Электролизом называется процесс выделения на электродах вещества, связанный с окислительно-восстановительными реакциями при прохождении тока через электролит.

Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения алюминия, водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений, диоксида марганца, пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция,электрорафинирование).

Также, электролиз является основным процессом, благодаря которому функционирует

химический источник тока.

Электролиз находит применение в очистке сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции, электрофлотации). Применяется для получения многих веществ (металлов, водорода, хлора и др.), при нанесении металлических покрытий (гальваностегия), воспроизведении формы предметов (гальванопластика).

Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод.

Фарадей установил, что масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит: m=kq=kIt,
если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток с силой тока I. Коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества масса химического элемента, осаждённого на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от химической реакции, в которой участвует вещество.

Электрохимические эквиваленты различных веществ относятся, как их химические эквиваленты.

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

где F - постоянная Фарадея.

Задача 17

На рисунке ε=2 В, R₁=60 Ом, R₂=40 Ом, R₃=R₄=20 Ом и R_G=100 Ом. Определите силу тока через гальванометр.

Дано:

Решение.

По первому закону Кирхгофа для узла A имеем: . (1)

По первому закону Кирхгофа для узла C имеем: . (2)

По первому закону Кирхгофа для узла E имеем: . (3)

По первому закону Кирхгофа для узла F имеем: . (4)

По второму закону Кирхгофа для контура BDGHB имеем: . (5)

По второму закону Кирхгофа для контура AFGHA имеем: . (6)

По второму закону Кирхгофа для контура BCFEGHB имеем: . (7)

Подставляем (2) в (5): .

Тогда, имеем: (8).

Подставляем (4) в (6): .

Тогда, имеем: (9).

Подставляем (8) и (9) в (7): ,

,

,

.

Получаем, .

Ответ. , направлен в сторону, противоположную первоначально выбранной.

Ответить на теоретические вопросы:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: