Іонна провідність

У металах, як ви пам’ятаєте, є лише один тип вільних зарядів – це вільні електрони. В електролітах ситуація інша: тут виникають вільні заряди двох типів.

1. Позитивні іони, що утворилися з атомів металів або водню.

2. Негативні іони – атомні або молекулярні кислотні залишки (наприклад, Cl-або SO2-), а також гідроксильна група OH-.

Друга відмінність від металів полягає в тому, що носії вільних зарядів у електроліті можуть мати заряд, рівний по модулю як елементарному заряду e, так і цілому числу елементарних зарядів ze. Тут z – валентність атома або групи атомів; наприклад, при розчиненні мідного купоросу маємо z = 2.

Якщо зовнішнього електричного поля немає, то вільні заряди електроліту здійснюють лише хаотичний тепловий рух поряд з оточуючими молекулами. Але при накладенні зовнішнього поля позитивні і негативні іони починають впорядкований рух.

Помістимо в посудину з електролітом два електроди; один з електродів приєднаємо до позитивної клеми джерела струму, а інший – до негативною (рис. 3.56). Коли мова йде про проходженні струму через електроліти, позитивний електрод називають анодом, а негативний – катодом.

В електричному полі, який виник між електродами, позитивні іони електроліту спрямовуються до «мінуса» катода, а негативні іони – до «плюса» анода. Таким чином, електричний струм в електроліті утворюється в результаті зустрічного руху іонів: позитивних – до катода, негативних – до анода. Тому провідність електролітів називається іонної (на відміну від електронної провідності металлла).

На позитивному аноді є недолік електронів. Негативні іони, досягнувши анода, віддають йому свої зайві електрони; ці електрони відправляються по ланцюгу до «плюса» джерела.

Навпаки, на негативному катоді – надлишок електронів. Позитивні іони, прийшовши на катод, забирають у нього електрони, і ця кількість збіглих електронів негайно заповнюється їх доставкою на катод з «мінуса» джерела.

Таким чином, в тій частині ланцюга, який складається з джерела струму і металевих провідників, виникає циркуляція електронів за маршрутом «анод ^ джерело ^ катод». Ланцюг замикається електролітом, де електричний струм забезпечується двостороннім рухом іонів.

Посилання на основну публікацію