Электролиз. Законы Фарадея. Электропроводность электролитов.

Свободные заряды в электролитах образуются либо при накапливании вещества, либо в результате электролитической диссоциации. Электролитическая диссоциация — распад вещества на ионы под действием полярных молекул растворителя.

Электролиты,вещества, обладающие ионной проводимостью; их называют проводниками второго рода – прохождение тока через них сопровождается переносом вещества. Химические составные части электролита выделяются на электродах. Это явление получило название электролиза. Явление электролиза обычно осложняется вторичными реакциями, однако если отделить их от первичного действия тока, то очевидно следующее правило: на катоде(-) всегда выделяются металлы и водород, на аноде(+) – остаток химического соединения.

Согласно первому закону Фарадея для электролиза, масса вещества, выделившаяся на каком-либо из электродов, пропорциональна величине заряда, прошедшего через электролит

,

Где К - электрохимический эквивалент, зависящий от рода вещества. Он представляет собой массу вещества, выделяющегося на электроде, при прохождении через электролит заряда 1 Кл.

Фарадей обратил внимание на то, что электрохимический эквивалент любого вещества всегда пропорционален атомному весу А и обратно пропорционален валентности Z этого вещества (определяются по таблице Менделеева). Это второй закон Фарадея. Отношение A/Z называется химическим эквивалентом

Оба закона можно выразить одной формулой:

,

где F =96500 Кл/моль - число Фарадея (масса вещества при этом определяется в граммах). При наличии электрического поля ион обретает такую скорость установившегося движения, при которой сила трения и сила еЕ со стороны поля уравновешены

.

Через b обозначена подвижность иона. Вообще говоря, подвижность отрицательных (анионов) и положительных (катионов) ионов различна, поэтому вводят обозначения b₊ и b_-.

Таким образом, в электролитах, как и металлах:

- свободные заряды образуются независимо от наличия электрического тока в результате электролитической диссоциации;

- суммарный заряд катионов и анионов равен нулю, т.е. отсутствует объемный заряд;

- вдали от электродов n₊=n_- в разных токах электролита;

Плотность тока определяется выражением, где α – коэффициент диссоциации, показывающий долю молекул, распавшихся на ионы. Он зависит от концентрации раствора электролита, его природы и температуры.