Електричний струм у рідині

Припустимо, що у нас є ванночка з дистильованою (чистої без домішок) водою. У неї опущені два електроди у вигляді вугільних стрижнів. В електричному ланцюзі цих електродів також є: постійне джерело харчування, вимикач, реостат, амперметр і вольтметр. При подачі електроживлення на вугільні стрижні нічого не буде відбуватися, оскільки чиста вода є діелектриком.

Тепер ми додамо в рідину щіпку солі або кілька крапель кислоти (соляної), як побачимо, що стрілка амперметра почне показувати деяке значення сили струму. В електричному ланцюзі виникне струм. Рідина (вода), в якій розчинена сіль, кислота, луг не є діелектриком, це вже електричний провідник.

Хоча все ж, електричний струм в рідинах має іншу природу, ніж, ток в металах. Струм в розчинах електролітів є рух іонів, а не електронів, як це відбувається в металах. Відомо, що молекула кислоти (соляної) складається з 2 іонів – хлору і водню, які пов’язані між собою силою електричного тяжіння. Молекули води при розчиненні розривають молекулу кислоти на іони. В результаті, в розчині з’являються негативні іони хлору і позитивні іони водню.

Під дією зовнішнього електричного поля іони починають рухатися. З’являється електричний струм в рідинах (струм в розчинах електролітів). При цьому негативно заряджені іони хлору йдуть до анода, а позитивно заряджені іони водню – до катода. Однак електричний струм в розчині електроліту не схожий на ток в металі. За місце легких і маленьких електронів тут пересуваються величезні і потужні іони. Причому, електричний струм в рідинах має не один потік зарядів, а два: потік негативних іонів, який йде до анода, і потік позитивних іонів, який йде до катода.

Приходячи до катода, позитивні іони водню відбирають у нього електрони (відсутні їм) і, тим самим, перетворюються в атоми водню. Негативні іони хлору, навпаки, віддають анода свої електрони (зайві) і перетворюються в атоми хлору. В результаті електрони, які прийшли на катод з джерела струму, йдуть в розчин електроліту, а на анод електрони виділяються з розчину. У електроланцюзі тече струм (електричний струм в рідини).

Таким чином, виходить, що іони як би транспортують негативно заряджені частинки (електрони) через електролітичний розчин, де вони не можуть пересуватися самостійно. Хоча на аноді осідає зовсім не той, що було раніше. Але в цілому, електричні заряди всі однакові. Скільки заряджених частинок в одиницю часу приходить на катод від джерела, стільки і йде з анода назад в джерело. Так підтримується в електричний струм в рідини і в самій ланцюга.

В процесі цього також на катоді наявні атоми водню, з’єднуючись разом, утворюють молекули водню. З з’явилися молекул виділяються маленькі бульбашки водню, які спливають на поверхню розчину і відлітають. Таким же чином на аноді утворюється хлор (газ). В результаті протікання електричного струму через розчин електроліту в розчині проходять певні хімічні процеси. Кислота (соляна), розчинена у воді, перетворюється в 2 газу – хлор і водень.

Врахуйте, що електричний струм в рідинах (струм в розчинах електролітів) завжди проходить з різними хімічними перетвореннями. Тут разом з електричними зарядами також переміщаються і наявні іони розчинених хімічних речовин. Під дією поля (зовнішнього електричного) іони йдуть: одні – до анода, а інші – до катода. З цієї причини речовини, які входять до складу тих чи інших молекул, завжди поділяються електричним полем і виділяються на протилежних електродах.

Посилання на основну публікацію