DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/34.0807 Název projektu: EU peníze středním školám Gymnázium a Střední odborná škola, Podbořany, příspěvková organizace Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: Elektřina a magnetismus Ověření ve výuce Třída: Septima Datum: 17. 10. 2012 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Truhlář. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz; ISSN 1802-4785. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).

TÉMA: Proud v kapalinách PŘEDMĚT: fyzika KLÍČOVÁ SLOVA: proud, elektrolyt JMÉNO AUTORA: Ing. Jiří Truhlář

Metodický pokyn: určeno pro výuku fyziky na SŠ (dle zařazení v ŠVP) - zahrnuje: 1. výklad učiva 2. cvičení – příklady 3. obrazová část

Elektrický proud v kapalinách

Většina kapalin v čistém stavu jsou izolanty. Kapaliny, které vedou el Většina kapalin v čistém stavu jsou izolanty. Kapaliny, které vedou el. proud, se nazývají elektrolyty (př. vodné roztoky kyselin, zásad a solí). Při rozpouštění kyselin, solí a zásad ve vodě dochází ke vzniku iontů působením molekul rozpouštědla (vody). Tento jev se nazývá elektrolytická disociace.

Elektrické pole, které vznikne mezi elektrodami, vyvolá usměrněný pohyb iontů – elektrický proud. Kladné kationty se pohybují směrem k záporné elektrodě katodě a záporné anionty se pohybují směrem ke kladné elektrodě anodě. Na elektrodách odevzdají ionty své náboje a vyloučí se v podobě atomů či molekul. Vyloučené látky mohou reagovat s elektrodami nebo elektrolytem. Tento děj se nazývá elektrolýza.

1. Faradayův zákon: Hmotnost m vyloučené látky je přímo úměrná náboji Q, který prošel elektrolytem m = A  Q = A  I  t A – elektrochemický ekvivalent, jednotka kg  C–1, udává množství látky vyloučené proudem 1 A za 1 s.

2. Faradayův zákon: Elektrochemický ekvivalent látky vypočteme, jestliže její molární hmotnost vydělíme Faradayovou konstantou a počtem elektronů potřebných k vyloučení jedné molekuly. F = 9,65 × 104 C × mol–1

1) Určete elektrochemické ekvivalenty a) mědi s oxidačním číslem n = 2, b) stříbra (n = 1), c) hliníku (n = 3), d) zinku (n = 2). 2) Při elektrolýze síranu měďnatého (CuSO4) prošel roztokem celkový elektrický náboj 4 × 104 C. Určete hmotnost vyloučené mědi. 3) Při elektrolýze se stálým proudem vyloučilo z roztoku dusičnanu stříbrného (AgNO3) 13,2 g stříbra. Určete celkový náboj, který roztokem prošel. 4) Roztokem CuSO4 prochází proud 1 A. Kolik atomů mědi se vyloučí na katodě za dobu 1 s?

a) Cu (Mm = 63,54 × 10–3 kg × mol–1), ν = 2, b) Ag (Mm = 108,87 × 10–3 kg × mol–1), v = 1, c) Al (Mm = 26,98 × 10–3 kg × mol–1), v = 3, F = 9,65 × 104 C × mol–1 A = ?               a) AAu = 3,3 × 10–7 kg × C–1, b) AAg = 1,1 × 10–6 kg × C–1, c) AAl = 0,93 × 10–7 kg × C–1, 2) Q = 4 × 104 C; m = ?                                                              

3) Při elektrolýze se stálým proudem vyloučilo z roztoku dusičnanu stříbrného (AgNO3) 26,4 g stříbra. Určete celkový náboj, který roztokem prošel. 4) Roztokem CuSO4 prochází proud 2 A. Kolik atomů mědi se vyloučí na katodě za dobu 1 s?

a obsahuje NA = 6,022 17 × 1023 mol–1 částic (Avogadrova konstanta).                                                               3) m = 26,4 g = 26,4 × 10–3 kg; Q = ?                                             4) I = 1 A, t = 1 s; N = ? Látkové množství 1 molu libovolné látky má hmotnost Mm (molární hmotnost) a obsahuje NA = 6,022 17 × 1023 mol–1 částic (Avogadrova konstanta). Při elektrolýze se vyloučí měď o hmotnosti m, která obsahuje N atomů (F = 9,65 × 104 C × mol–1) a ν je oxidační číslo mědi (ν = 2), dostaneme N = NAIt/Fν = 6,2 × 1018.

Obr. 1 Názvosloví

Obr. 2 Monočlánky

ZDROJE: Obr. 1: KOCOVSKA. [cit. 2012-04-01]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obr%C3%A1zek7a.png>. Obr. 2: KOCOVSKA. [cit. 2012-04-01]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obr%C3%A1zek7b.png>.