Электр тогының химиялық әсері (Фарадей заңы). Физика, 8 сынып, қосымша материал.

Сабақ тақырыбы: Электр тогының химиялық әсері (Фарадей заңы).

Оқу мақсаты: Сұйықтардағы электр тогын сипаттау

«Жалған және шын»

1. Металдардағы еркін электр тогын тасымалдаушылар электрондар деп аталады. (ия)

2. Кристалл тордың түйіндеріне теріс зарядталған электрондар орналасады.(жоқ)

3. Қатты күйдегі металдардың негізі кристалл торы болып табылады. (ия)

4. Металдың әдеттегі күйінде оның электрондары ретпен қозғалыс жасайды. (жоқ)

5. Еркін электрондардың реттелген қозғалысы металдардағы электр тогы деп аталады. (ия)

6.Өткізгіш ішіндегі электр өрісіндегі электронның таралу жылдамдығы шамамен жарық жылдамдығынан өте аз болады. (жоқ)

7. Металдардың электрондық өткізгіштігінің эксперименттік дәлелдемелері Мандельштам мен Папалекси (1913) және Стюарт пен Толмен (1916 ж.) орындаған тәжірибелерде берілген. (ия) 

8.Мандельштам мен Папалекси бөлшектер зарядының олардың массасына қатынасын анықтады. (жоқ)

9. Электрон зарядының электрон массасына қатынасы 1,8 Кл/кг тең. (ия)

10.Металл электрондарының әдеттегі күйдегі қозғалысына, желсіз ауадағы шіркейлер тобының ретсіз қозғалысы ұқсайды. (ия)

Физикалық диктант жауаптары

• Молекуланың иондарға ыдырау процесі электролиттік диссоциация деп аталады. NaCl, CuS
• Электролиттерде әр аттас иондардың молекулаға бірігуі сияқты кері процесс рекомбинация деп аталады.
• Электролиттер электр тогын жақсы өткізетіндерге жатады.
• Электролиттердегі электр тогы дегеніміз – оң және теріс иондардың қарама-қарсы бағыттағы реттелген қозғалысы.
• Электролиттер арқылы элект тогы өткенде, электродтарда зат бөліну процесін электрлиз деп атайды.

Теориялық материал

 Электролиз заряд тасымалдаушылары тек қана иондар болып табылатын сұйық өткізгіш электролит деп аталады. Осыған мысал ретінде, ваннадағы күкірт қышқылының судағы ерітіндісін аламыз. Күкірт қышқылы молекулаларының диссоциациясы мынадай теңдеумен сипатталады: H2SO4 2H + SO4ˉ Ваннаға платина пластиналарын салып, олрды амперметр арқылы батареямен қосамыз. Бұл пластиналар электродтар деп аталады. Батареяның оң полюсімен жалғанған электрод анод, ал теріс полюсімен жалғанған электрод катод деп аталады. Ток өткен кезде ерітіндідегі судың мөлшері азайып, ал ерітіндінің концентрациясы артатын процесті Электр тогымен судың ыдыратылуы деп аталады. Егер осындағы тізбекті тұйықтасақ, онда электролитте электродтар арасында электр өрісі пайда болады.

Ток электролит арқылы өткен кезде заттың түрленуі қатар өтіп жатады, яғни электролиттегі токтың химиялық әрекеті болады. Электролит арқылы ток өткенкездеэлектродтардазаттыңбөлініпшығу процесі электролиз деп аталады. Электролит құйылғанэлектродтары бар ыдысэлектролиттік ваннадеп аталады. Эрітіндідегі оң иондарды катиондар (себебі олар электролиз кезінде катодқа тартылады), ал теріс иондарды аниондар деп атайды.

 Электролиз- электролит арқылы ток өткенде электродта заттың бөліну процесі. 1932 жылы М. Фарадей электролиз заңын ашты.

Фарадей I- заңы- электролиз кезінде электродта бөлінген зат массасын электролит арқылы өткен зарядқа пропорционал.

m=kq q=It -Фарадей I заңы

K=m/q

M=Mr*10^-3кг/моль бір ион мольдік массасының салыстырмалы моль массасына тең -Фарадей II-заңы

F= 9.65*104 кг/моль - Фарадей тұрақтысы

 Металлургияда электролизді кенді балқытқан кезде алынған металды бөгде қоспалардан арылту үшін пайдаланады. Электролиздің көмегімен металдан жасалған заттарды ауада тотықпайтын басқа металдың жұқа қабатымен қаптауға болады.

Мұндай қаптау тәсілін гальваностегия деп атайды.

Тапсырма жауаптарының үлгісі.

1.Бұйымдарға күміс жалату үшін 15 минут бойына 5 А токты пайдаланды. Осы уақыт ішінде күмістің қанша мөлшері жұмсалады? (K=1.118*10-6 кг/кл)

2.Тотияйын ерітіндісін элктролиздеуде 50 минут ішінде 6г бөлінсе онда жүріп өткен токтың күші қандай?

1. Берілгені:Шешуі:

t=15мин=900с m=кІt

І=5А m=1.118*10^-6кг/Kл*5А*900с=0,005кг

k=1.118*10-6кг/Кл

m-?

2. Берілгені:Шешуі:

m=6г=0,006кг m=кІt

t=50мин=3000с I=m/kt

k=3.94*10-7кг/Kл I=0.006кг/3000с*3,94*10^-7кг/Kл=0,5А

I-?

Тест тапсырмаларының жауаптары:

І деңгей.

Металл заттарды мырышпен қаптау үшін электролиттік ваннаға массасы m = 0,01 кг мырыш электроды батырылған. Электрод толық шығындалу үшін ванна арқылы қандай заряд өту керек. Мырыштың электрохимиялық  эквиваленті: K =3,4 *10^-7 кг /Кл

А. 5*10⁷ Кл.

В. 2,9*10⁴ Кл.

С. 4,2*10^-7 Кл

Д. 4*10^-5 Кл

1. Берілгені: Шешуі:

m=0,01 кг m=кq

K =3,4 *10^-7 кг /Кл q=m/k

q-? q=0.01/3,4*10^-7=2,9*10⁴ Кл

Жауабы: 2,9*10⁴ Кл

ІІ деңгей.

5 сағат ішінде катодта 61,2гр цинк бөлініп шығуы үшінZnSO₄ ерітіндісі арқылы қандай ток күшін жіберу керек. Цинктің электрохимиялық эквиваленті: K =3,4 *10^-7кг /Кл

А) 10А. В) 8А. С) 6А Д) 5А. Е) 4А

2. Берілгені: Шешуі:

t=5 сағ=3600*5=18000 ceк m=кІt

m=61,2г = 61,2*10^-3 кг I=m/kt

K =3,4 *10^-7 кг /Кл

І-? I=61,2*10^-3/3,4*10^-7 *18000 =10А.

Жауабы: 10А.

ІІІ деңгей.

Жалпы ауданы 170см² металл бұйымды электролиз арқылы 1А ток күші кезінде алтынмен қаптау 2 сағатқа созылды. Алтын қабатының қалыңдығын анықтаңыз. Алтынның тығыздығы ρ = 19300 кг/м³,

Электрохимиялық эквиваленті: K =68*10^-8 кг /Кл

А) 0,025 мм. В) 0,023 мм. С) 0,02 мм. Д) 0,17 мм. Е) 0,015мм

3. Берілгені: Шешуі:

S=170см² =170*10^-6м² m=кІt m=ρV

І=1 А кІt=ρV

t=2 сағ=7200 сек

V= кІt/ρ, V= Sh

ρ = 19300 кг/м³

K =68*10^-8 кг /КлSh= кІt/ρ

h-? h= кІt/Sρ

h=68*10^-8 *1*7200/170*10^-6* ρ = 19300 = 0,015мм

Жауабы: 0,015мм

Үй тапсырмасының жауабы:

1) 0,3*10^-6кг/Кл

2) 0,005кг