Fyzika - skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
Elektrický proud v kapalinách a plynech
Elektrolyt
kapalná látka vedoucí elektrický proud. Patří mezi ně roztoky kyselin, zásad a solí. Vodivost způsobují kladné a záporné ionty, na které se látka rozpadne (elektrolytická disociace).
Elektrolýza
Elektrické pole, které vznikne v elektrolytu mezi anodou a katodou, vyvolává uspořádaný pohyb iontů a obvodem prochází elektrický proud. Ionty na elektrodách odevzdávají svůj náboj, mění se na neutrální atomy nebo molekuly, které se vylučují na povrchu elektrod nebo chemicky reagují s materiálem elektrod nebo s elektrolytem.
Užití v galvanickém pokovování a galvanickém leptání nebo elektrometalurgie (např. výroba Al elektrolýzou taveniny Al203).
Faradayovy zákony pro elektrolýzu
Projde-li elektrolytem náboj Q, pak počet vyloučených molekul je , kde ν je počet elementárních nábojů potřebných pro vyloučení jedné molekuly.
Hmotnost vyloučené látky:
1. Faradayův zákon
Hmotnost vyloučené látky je přímo úměrná náboji, který prošel elektrolytem.
, kde A je elektrochemický ekvivalent.
2. Faradayův zákon
Elektrochemický ekvivalent: , kde F je Faradayova konstanta .
Látková množství různých látek vyloučených při elektrolýze stejným nábojem jsou chemicky ekvivalentní (mohou se navzájem v chemické sloučenině nahradit nebo se beze zbytku sloučit).
Odpor elektrolytického vodiče
, kde ρ je měrný elektrický odpor elektrolytu (závisí na teplotě – s rostoucí teplotou klesá), l je délka a S je průřez.
Rozkladné napětí
Proud procházející elektrolytem: , kde UR je rozkladné napětí – napětí, které je potřeba překonat pro průchod proudu – způsobeno polarizací elektrod.
Část elektronů se uvolní do elektrolytu, elektroda přitahuje kladné ionty, vzniká elektrická dvojvrstva. Na vzniku elektrické dvojvrstvy jsou založeny galvanické články a akumulátory.
Suchý článek
Po připojení spotřebiče probíhá elektrolýza, při které se rozkládá zinková nádoba, na uhlíkové katodě se vylučuje vodík, který reaguje s burelem za vzniku vody. Rozpouštěním anody (zinkové nádoby) se článek znehodnocuje.
Akumulátory
Po vybití se dají znovu nabíjet.
Olověný: Elektrody – olovo, elektrolyt – zředěný roztok H2SO4. Po vložení elektrody do elektrolytu vzniká na elektrodách vrstva PbSO4.
Nabíjení: na katodě se vylučuje olovo, na anodě oxid uhličitý a elektrolyt se zhušťuje. Po spotřebování vrstvy PbSO4 na elektrodách se na katodě začne vylučovat vodík a na anodě kyslík, baterie je nabitá.
Vybíjení: elektrolyt řídne, elektrody se obalí vrstvou PbSO4, proud prochází opačným směrem. Při vybíjení na obou elektrodách vzniká síran olovnatý a na katodě se vylučuje voda, která přechází do elektrolytu a roztok řídne.
Ocelo-niklový: Ni-Fe článek, anoda – niklová, katoda – železná, elektrolyt – KOH, napětí – asi 1,4V