![Zóny pre každého študenta Zóny pre každého študenta](graphics/zones_logo_2x.png)
18. Elektrický prúd v kvapalinách a plynoch
18. Elektrický prúd v kvapalinách a plynoch
- elektrický prúd v kvapalinách – vodivé roztoky voláme elektrolyty (vodné roztoky solí, kyselín a zásad)
- usporiadaný pohyb voľných iónov medzi elektródami (katiónov a aniónov)
- voľné ióny vznikajú rozpadom rozpustnej látky v rozpúšťadle => elektrická disociácia
- po vložení elektród do elektrolytu medzi nimi vzniká elektrické pole =>katióny sa pohybujú ku katóde (elektróda pripojená na zápornú svorku zdroja) a anióny sa pohybujú k anóde (elektróda pripojená na kladnú svorku zdroja)
- trvalí prúd v elektrolyte vzniká ak napätie medzi elektródami prekročí rozkladné napätie a tak sa následne prúd s napätím lineárne zväčšuje
I = (U – UR) / R => Ohmov zákon pre elektrolyt
- R – odpor elektrolytu – so zvyšujúcou sa teplotou sa zmenšuje (klesá viskozita) => narastá prúd
- pri prechode elektrického prúdu elektrolytom sa prenáša nielen náboj ale aj látka
- elektrolýza – dej, pri ktorom prechodom elektrického prúdu elektrolytom nastávajú látkové zmeny (na povrchu elektród sa vylučujú atómy alebo molekuly, ktoré ďalej reagujú s elektródami alebo elektrolytom) na katóde vždy vodík alebo kov
- Faradayove zákony elektrolýzy :
- znenie – hmotnosti látok vylúčených na elektródach sú priamo úmerné celkovému elektrickému náboju, ktorý preniesli pri elektrolýze ióny
m = A . Q = A . I .t – elektrochemický ekvivalent látky, v tabuľkách [A] = kg . C -1
A = 1/F . Mm . Z
F- faradayova konštanta = 9,65 . 10 4 C . mol -1
z – prirodzený násobok náboja (Cu 2+ , z = 2)
- znenie – hmotnosti rozličných prvkov vylúčených tým istým nábojom pri elektrolýze sú chemicky ekvivalentné
m = Mm . Q / F . z
Q / F => konštanta
- využitie elektrolýzy – galvanické články
- akumulátory
- galvanické pokovovanie
- elektrolytický kondenzátor
- korózia – porušenie povrchu kovu chemicky alebo elektrolyticky
- elektrický prúd v plynoch - za bežných podmienok plyny nevedú elektrický prúd, vodivými sa stávajú až ionizáciou = dodaním energie sa z molekúl plynu uvoľňujú elektróny a z molekúl vznikajú katióny, uvoľnené elektróny sa môžu pripájať k neutrálnym molekulám a vytvárať tak anióny
- prostriedky, ktoré vyvolávajú ionizáciu – ionizátory – dodávajú elektrónom energiu potrebnú na vytrhnutie elektrónov z atómov - ionizačnú energiu
- výboj – tvorený usporiadaným pohybom voľných elektrónov a voľných iónov
- býva sprevádzaný zvukovými a svetelnými efektmi
- poznáme 4 druhy výboju : tlejúci, oblúkový, iskrový a koróna
- samostatný výboj – výboj, ktorý pokračuje aj po odstránení ionizátora (plyn sa ďalej ionizuje vlastnými iónmi a elektróny, ktoré sú urýchlené elektrickým pólom ionizujú neutrálne molekuly) – vzniká pri zápalnom napätí
- nesamostatný výboj – ktorý po odstránení ionizátora zaniká
- nastáva rekombinácia iónov a voľných elektrónov
- voltampérová charakteristika výboja – grafické vyjadrenie závislosti prúdu výboja od napätia medzi elektródami
- 0A – znázorňuje nesamostatný výboj
- B∞ - predstavuje samostatný výboj
- AB – predstavuje prechod z nesamostatného na samostatný = elektrický prieraz plynu
- A – zodpovedá stavu keď všetky voľné častice s nábojom sa zúčastňujú na vedení prúdu
=> prúd je nasýtený
- B – zodpovedá zápalnému napätiu, pri ktorom nastáva samostatný výboj