Электролиты – вещества, растворы или расплавы которых способны проводить электрический ток. Движение электрического тока в электролитах называется электролизом.

Передача электричества

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. Носителями заряда электрического тока в электролитах являются ионы. Они образуются в результате распада (электролитической диссоциации) молекул вещества под воздействием молекул воды в растворе или при нагревании и образовании расплава.

Расщепление молекул происходит за счет разрыва полярных ковалентных или ионных связей. Интенсивность диссоциации зависит от температуры и концентрации раствора. Природа электролита также влияет на степень диссоциации. В связи с этим подчеркивается следующее:

  • слабые электролиты, которые распадаются частично или не распадаются вовсе;
  • сильные электролиты, быстро распадающиеся на ионы.

К слабым электролитам относятся большинство органических веществ, слабые кислоты, плохо растворимые соли и нерастворимые основания. Сильные кислоты, щелочи и соли считаются сильными электролитами.

Электрический ток в электролитах

Рис. 1. Процесс электролитической диссоциации.

Ионы, образующиеся в результате диссоциации, делятся на два типа:

  • катионы — положительно заряженные частицы;
  • анионы – отрицательно заряженные частицы.

Проводником электрического тока в электролитах является электрод. Это может быть анод или катод. Анод соединен с положительным полюсом источника тока, катод — с отрицательным полюсом. Анод окисляет вещества, находящиеся в электролите, а катод их восстанавливает.

Электрический ток в электролитах

Рис. 2. Электроды.

Если в раствор электролита поместить два электрода — катод и анод — и включить электрический ток, ионы начнут двигаться под действием электрического поля. Катионы устремятся к катоду, анионы к аноду. Достигнув электродов, ионы нейтрализуются, превращаются в нейтральные атомы и оседают.

Процесс разложения вещества на составные части, которые оседают на электродах, называется электролизом.

Закон Фарадея

Процесс электролиза экспериментально изучал английский физик и химик Майкл Фарадей в 1833 году. Он сформулировал закон, который гласит, что масса вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду, прошедшему через электролит. Этот закон утвердился в науке как первый закон Фарадея.

Электрический ток в электролитах

Рис. 3. Майкл Фарадей.
m = kQ = kIt,

где:

  • m – масса вещества;
  • Q – заряд;
  • к — электрохимический эквивалент;
  • I – сила тока;
  • t – длительность тока.

Согласно второму закону Фарадея, масса вещества, выделившегося на электродах, прямо пропорциональна отношению молярной массы к валентности и равна электрохимическому эквиваленту.

м = к = М/z,

где:

  • m – масса выделившегося вещества;
  • к — электрохимический эквивалент;
  • М — молярная масса;
  • z – валентность вещества.

Электролиз используется в щелочных и кислотных аккумуляторах. С помощью электролиза можно защитить изделие металлическим покрытием.

Что мы узнали?

Электрический ток в электролитах переносят ионы, образующиеся в результате электролитической диссоциации. Положительно заряженные ионы – катионы – движутся к отрицательно заряженному электроду – катоду. Отрицательно заряженные анионы устремятся к положительно заряженному электроду – аноду. Достигнув электрода, ионы нейтрализуются, превращаются в атомы вещества и осаждаются на электродах. Это явление было изучено Майклом Фарадеем и названо электролизом.