18. Elektrický prúd v kvapalinách a plynoch
18. Elektrický prúd v kvapalinách a plynoch
- elektrický prúd v kvapalinách – vodivé
roztoky voláme elektrolyty (vodné roztoky solí, kyselín a zásad)
- usporiadaný pohyb voľných iónov medzi
elektródami (katiónov a aniónov)
- voľné ióny vznikajú rozpadom rozpustnej látky v rozpúšťadle => elektrická
disociácia
- po vložení elektród do elektrolytu medzi nimi vzniká elektrické pole =>katióny sa pohybujú ku katóde
(elektróda pripojená na zápornú svorku zdroja) a anióny sa pohybujú k anóde (elektróda pripojená na kladnú svorku zdroja)
- trvalí
prúd v elektrolyte vzniká ak napätie medzi elektródami prekročí rozkladné napätie a tak sa následne prúd s napätím lineárne
zväčšuje
I = (U – UR) / R => Ohmov zákon pre elektrolyt
- R – odpor
elektrolytu – so zvyšujúcou sa teplotou sa zmenšuje (klesá viskozita) => narastá prúd
- pri prechode elektrického prúdu
elektrolytom sa prenáša nielen náboj ale aj látka
- elektrolýza – dej, pri ktorom prechodom elektrického
prúdu elektrolytom nastávajú látkové zmeny (na povrchu elektród sa vylučujú atómy alebo molekuly, ktoré ďalej reagujú s elektródami alebo
elektrolytom) na katóde vždy vodík alebo kov
- Faradayove zákony elektrolýzy :
- znenie – hmotnosti látok vylúčených na elektródach sú priamo úmerné celkovému elektrickému náboju, ktorý preniesli
pri elektrolýze ióny
m = A . Q = A . I .t – elektrochemický ekvivalent látky, v tabuľkách [A] = kg . C
-1
A = 1/F . Mm . Z
F- faradayova konštanta = 9,65 . 10 4 C . mol
-1
z – prirodzený násobok náboja (Cu 2+ , z = 2)
- znenie
– hmotnosti rozličných prvkov vylúčených tým istým nábojom pri elektrolýze sú chemicky ekvivalentné
m =
Mm . Q / F . z
Q / F => konštanta
- využitie elektrolýzy – galvanické
články
- akumulátory
- galvanické pokovovanie
- elektrolytický kondenzátor
- korózia – porušenie povrchu
kovu chemicky alebo elektrolyticky
- elektrický prúd v plynoch - za bežných podmienok plyny nevedú elektrický
prúd, vodivými sa stávajú až ionizáciou = dodaním energie sa z molekúl plynu uvoľňujú elektróny a z molekúl vznikajú katióny,
uvoľnené elektróny sa môžu pripájať k neutrálnym molekulám a vytvárať tak anióny
- prostriedky, ktoré vyvolávajú
ionizáciu – ionizátory – dodávajú elektrónom energiu potrebnú na vytrhnutie elektrónov z atómov - ionizačnú
energiu
- výboj – tvorený usporiadaným pohybom voľných elektrónov a voľných iónov
-
býva sprevádzaný zvukovými a svetelnými efektmi
- poznáme 4 druhy výboju : tlejúci, oblúkový, iskrový a koróna
- samostatný výboj – výboj, ktorý pokračuje aj po odstránení ionizátora (plyn sa ďalej ionizuje vlastnými iónmi a
elektróny, ktoré sú urýchlené elektrickým pólom ionizujú neutrálne molekuly) – vzniká pri zápalnom napätí
- nesamostatný výboj – ktorý po odstránení ionizátora zaniká
- nastáva rekombinácia iónov a
voľných elektrónov
- voltampérová charakteristika výboja – grafické vyjadrenie závislosti prúdu výboja od
napätia medzi elektródami
- 0A – znázorňuje nesamostatný výboj
- B∞ - predstavuje
samostatný výboj
- AB – predstavuje prechod z nesamostatného na samostatný =
elektrický prieraz plynu
- A – zodpovedá stavu keď všetky voľné častice s nábojom sa zúčastňujú na vedení
prúdu
=> prúd je nasýtený
- B – zodpovedá zápalnému napätiu, pri ktorom nastáva samostatný
výboj
Zones.sk – Zóny pre každého študenta