Электрический ток в растворах

На рисунке 9 электроды аккумулятора были соединены, или, как говорят, замкнуты металлами — медными проводами и вольфрамовой спиральной проволочкой электрической лампочки. Присоединим провода, идущие от аккумулятора, к двум металлическим или угольным пластинам, опущенным в воду. В цепь включим амперметр—прибор, показывающий ток. Его стрелка будет стоять на нуле. Цепь разорвана, так как между пластинами находится изолятор — вода.

Так будет, если в сосуд, куда погружены пластины, налита химически чистая, то-есть не содержащая растворённых примесей вода. Но стоит прибавить к ней несколько капель соляной кислоты или щепотку соли, как стрелка амперметра отклонится. В цепи пойдёт ток. Вода, в которой растворена кислота, соль или щёлочь, уже не изолятор, а проводник.

Однако это совсем иной проводник, нежели металлы. В растворах движутся не электроны, а ионы.

Мы уже знаем, что молекула соляной кислоты состоит из двух ионов — водорода и хлора, связанных силой электрического притяжения. При растворении молекулы воды разрывают молекулу соляной кислоты на составляющие её ионы. Таким образом, в водном растворе соляной кислоты появляются положительные ионы водорода и отрицательные ионы хлора.

Такой распад молекул на ионы при растворении называется электролитической диссоциацией.

В чистой воде нет свободных зарядов. Поэтому электрическое поле не вызывает в ней тока. Но в воде, где растворена соляная кислота, находятся ничем не связанные ионы водорода и хлора. Под действием поля они приходят в движение. При этом отрицательные ионы хлора устремляются к положительно заряженной пластине — аноду, а положительные ионы водорода поле гонит к катоду. В растворе возникает упорядоченное движение зарядов — электрический ток.

Однако ток в растворе не похож на ток в металле. Вместо лёгких электронов здесь движутся в тысячи и десятки тысяч раз более тяжёлые ионы. Не один, а два потока зарядов образуют ток: поток положительных ионов, идущих к катоду, и поток отрицательных ионов, идущих к аноду.

Подходя к катоду, ионы водорода забирают у него недостающие им электроны и превращаются в атомы водорода. Ионы хлора отдают аноду свои лишние электроны и превращаются в атомы хлора.

В результате электроны, приходящие на катод из генератора электрического тока, уходят в раствор, а на анод выделяются электроны из раствора. В цепи идёт ток.

Таким образом, ионы как бы «перевозят» электроны через раствор, где электроны не могут двигаться самостоятельно. Правда, на аноде «высаживается» совсем не тот «пассажир», который «сел на ион» с катода. Но пассажиры эти все одинаковы. Сколько электронов приходит в секунду на катод от генератора, столько же уходит с анода обратно в генератор. Так поддерживается в цепи

Страница 1 of 312...Last »