|
|
|
| Строка 1: |
Строка 1: |
| | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс|Физика 10 класс]]>>Физика: Закон электролиза''' | | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 10 класс|Физика 10 класс]]>>Физика: Закон электролиза''' |
| | | | |
| | + | <br> |
| | | | |
| | + | <metakeywords>Физика, 10 класс, Закон электролиза</metakeywords> |
| | | | |
| - | <metakeywords>Физика, 10 класс, Закон электролиза</metakeywords> | + | При электролизе на электродах происходит выделение вещества. От чего зависит масса вещества, выделяющегося за определенное время? Это определяет закон электролиза.<br> Очевидно, что масса выделившегося вещества ''m'' равна произведению массы одного иона ''m<sub>0i</sub>'' на число ионов достигших электрода за время [[Image:a120-14.jpg]]:<br>[[Image:a120-1.jpg|center]] Масса иона ''m<sub>0i</sub>'' согласно формуле (8.4) равна:<br>[[Image:a120-2.jpg|center]]где ''М'' - молярная (или атомная) масса вещества, а ''N<sub>A</sub>'' - постоянная Авогадро, т. е. число ионов в одном моле.<br> Число ионов, достигших электрода, равно:<br>[[Image:a120-3.jpg|center]]где [[Image:a120-17.jpg]] - заряд, прошедший через электролит за время [[Image:a120-14.jpg]]; [[Image:a120-15.jpg]] - заряд иона, который определяется валентностью ''n'' атома: [[Image:a120-16.jpg]] (''е'' - элементарный заряд).<br> При диссоциации молекул, состоящих из одновалентных атомов (''n'' = 1), возникают однозарядные ионы. Например, при диссоциации молекул КВr возникают ионы K<sup>+</sup> и Вr. Диссоциация молекул медного купороса ведет к появлению двухзарядных ионов Cu<sup>2+</sup> и SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, так как атомы меди в данном соединении двухвалентны (''n'' = 2). Подставляя в формулу (16.3) выражения (16.4) и (16.5) и учитывая, что [[Image:a120-4.jpg]], получаем<br>[[Image:a120-5.jpg|center]] '''Закон Фарадея.''' Обозначим через ''k'' коэффициент пропорциональности между массой вещества ''m'' и зарядом [[Image:a120-17.jpg]]:<br>[[Image:a120-6.jpg|center]]Коэффициент ''k'' зависит от природы вещества (значений ''М'' и ''n''). Согласно формуле (16.6) имеем:<br>[[Image:a120-7.jpg|center]] Следовательно, ''масса вещества, выделившегося на электроде за время [[Image:a120-14.jpg]] при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени''.<br> Это утверждение, полученное нами теоретически, впервые было установлено экспериментально Фарадеем и носит название '''''закона электролиза Фарадея'''''.<br> Из формулы (16.8) видно, что коэффициент ''k'' численно равен массе вещества, выделившегося на электродах, при переносе ионами заряда, равного 1 Кл. Величину ''k'' называют '''электрохимическим эквивалентом''' данного вещества и выражают ''в килограммах на кулон ''(кг/Кл).<br> Электрохимический эквивалент имеет простой физический смысл. Так как [[Image:a120-8.jpg]], то согласно формуле (16.7) [[Image:a120-9.jpg]], т. е. ''k'' - отношение массы иона к его заряду.<br> Измеряя величины ''m'' и [[Image:a120-17.jpg]], можно определить электрохимические эквиваленты различных веществ.<br> Убедиться в справедливости закона Фарадея можно на опыте. Соберем установку, показанную на рисунке 16.26. Все три электролитические ванны заполнены одним и тем же раствором электролита, но токи, проходящие через них, различны. Обозначим силы токов через''I<sub>1</sub>, I<sub>2</sub>, I<sub>3</sub>''. Тогда ''I<sub>1</sub> = I<sub>2</sub> + I<sub>3</sub>''. Измеряя массы ''m<sub>1</sub>, m<sub>2</sub>, m<sub>3</sub>'' веществ, выделившихся на электродах в разных ваннах, можно убедиться, что они пропорциональны соответствующим силам токов ''I<sub>1</sub>, I<sub>2</sub>, I<sub>3</sub>''.<br>[[Image:a16.26.jpg|center]] '''Определение заряда электрона.''' Формулу (16.6) для массы выделившегося на электроде вещества можно использовать для определения заряда электрона. Из этой формулы вытекает, что модуль заряда электрона равен: <br>[[Image:a120-10.jpg|center]] Зная массу ''m'' выделившегося вещества при прохождении заряда [[Image:a120-18.jpg]], молярную массу ''М'', валентность атомов ''n'' и постоянную Авогадро<span style="font-style: italic;"> </span>''N<sub>A</sub>'', можно найти значение модуля заряда электрона. Оно оказывается равным е = 1,6•10<sup>-19</sup> Кл.<br> Именно таким путем и было впервые в 1874 г. получено значение элементарного электрического заряда.<br> Произведение силы тока на время определяет массу вещества, выделяемого при электролизе. Закон электролиза позволяет найти значение элементарного электрического заряда.<br><br><br> ???<br> 1. Сформулируйте закон электролиза Фарадея.<br> 2. Почему отношение массы вещества, выделившегося при электролизе, к массе иона равно отношению прошедшего заряда к заряду иона?<br> |
| | + | <br> |
| | | | |
| | + | ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс'' |
| | | | |
| - | | + | <br> <sub>Планирование уроков [[Физика и астрономия|по физике]], ответы на тесты, задания и ответы по классам, домашнее задание и работа [[Физика 10 класс|по физике для 10 класса]]</sub> |
| - | ''Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс''
| + | |
| - | | + | |
| - | <br> <sub>Планирование уроков [[Физика_и_астрономия|по физике]], ответы на тесты, задания и ответы по классам, домашнее задание и работа [[Физика_10_класс|по физике для 10 класса]]</sub> | + | |
| | | | |
| | '''<u>Содержание урока</u>''' | | '''<u>Содержание урока</u>''' |
Версия 22:18, 28 августа 2010
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Закон электролиза
При электролизе на электродах происходит выделение вещества. От чего зависит масса вещества, выделяющегося за определенное время? Это определяет закон электролиза.
Очевидно, что масса выделившегося вещества m равна произведению массы одного иона m0i на число ионов достигших электрода за время  :
Масса иона m0i согласно формуле (8.4) равна:
где М - молярная (или атомная) масса вещества, а NA - постоянная Авогадро, т. е. число ионов в одном моле.
Число ионов, достигших электрода, равно:
где  - заряд, прошедший через электролит за время ;  - заряд иона, который определяется валентностью n атома:  (е - элементарный заряд).
При диссоциации молекул, состоящих из одновалентных атомов (n = 1), возникают однозарядные ионы. Например, при диссоциации молекул КВr возникают ионы K+ и Вr. Диссоциация молекул медного купороса ведет к появлению двухзарядных ионов Cu2+ и SO42-, так как атомы меди в данном соединении двухвалентны (n = 2). Подставляя в формулу (16.3) выражения (16.4) и (16.5) и учитывая, что  , получаем
Закон Фарадея. Обозначим через k коэффициент пропорциональности между массой вещества m и зарядом :
Коэффициент k зависит от природы вещества (значений М и n). Согласно формуле (16.6) имеем:
Следовательно, масса вещества, выделившегося на электроде за время при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени.
Это утверждение, полученное нами теоретически, впервые было установлено экспериментально Фарадеем и носит название закона электролиза Фарадея.
Из формулы (16.8) видно, что коэффициент k численно равен массе вещества, выделившегося на электродах, при переносе ионами заряда, равного 1 Кл. Величину k называют электрохимическим эквивалентом данного вещества и выражают в килограммах на кулон (кг/Кл).
Электрохимический эквивалент имеет простой физический смысл. Так как  , то согласно формуле (16.7)  , т. е. k - отношение массы иона к его заряду.
Измеряя величины m и , можно определить электрохимические эквиваленты различных веществ.
Убедиться в справедливости закона Фарадея можно на опыте. Соберем установку, показанную на рисунке 16.26. Все три электролитические ванны заполнены одним и тем же раствором электролита, но токи, проходящие через них, различны. Обозначим силы токов черезI1, I2, I3. Тогда I1 = I2 + I3. Измеряя массы m1, m2, m3 веществ, выделившихся на электродах в разных ваннах, можно убедиться, что они пропорциональны соответствующим силам токов I1, I2, I3.
Определение заряда электрона. Формулу (16.6) для массы выделившегося на электроде вещества можно использовать для определения заряда электрона. Из этой формулы вытекает, что модуль заряда электрона равен:
Зная массу m выделившегося вещества при прохождении заряда  , молярную массу М, валентность атомов n и постоянную Авогадро NA, можно найти значение модуля заряда электрона. Оно оказывается равным е = 1,6•10-19 Кл.
Именно таким путем и было впервые в 1874 г. получено значение элементарного электрического заряда.
Произведение силы тока на время определяет массу вещества, выделяемого при электролизе. Закон электролиза позволяет найти значение элементарного электрического заряда.
???
1. Сформулируйте закон электролиза Фарадея.
2. Почему отношение массы вещества, выделившегося при электролизе, к массе иона равно отношению прошедшего заряда к заряду иона?
Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс
Планирование уроков по физике, ответы на тесты, задания и ответы по классам, домашнее задание и работа по физике для 10 класса
Содержание урока
 конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|
:
- заряд, прошедший через электролит за время 
- заряд иона, который определяется валентностью n атома: 
(е - элементарный заряд).
, получаем
, то согласно формуле (16.7) 
, т. е. k - отношение массы иона к его заряду.
, молярную массу М, валентность атомов n и постоянную Авогадро NA, можно найти значение модуля заряда электрона. Оно оказывается равным е = 1,6•10-19 Кл.
