Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA F17 - ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH Mgr. Alexandra Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH Elektrolyt Elektrolytická disociace Elektrolýza Faradayovy zákony pro elektrolýzu Voltampérová charakteristika elektrolytického vodiče Galvanické články. Elektrický proud v kapalinách 2

Vedou elektrický proud. Elektrolyty Roztok kyseliny H2SO4 Roztok soli NaCl, CuSO4 Roztok zásady KOH Vedou elektrický proud. Elektrický proud v kapalinách 3

Obvod s elektrolytickým vodičem A anoda = kladná elektroda katoda = záporná elektroda K - A _ _ + + + _ _ + elektrolytická disociace rozdělení molekul na kladné a záporné ionty elektrolyt Elektrický proud v kapalinách 4

Obvod s elektrolytickým vodičem A K - A _ + + + _ _ + Elektrický proud v kapalinách 5

Elektrolýza K (C-) A (Cu+) Cu2+ CuSO4 SO 2- Elektrický proud v kapalinách 6

Elektrolýza K (C-) A (Cu+) Cu2+ SO Elektrický proud v kapalinách 7 2- 4 2- Elektrický proud v kapalinách 7

Elektrolýza K (C-) A (Cu+) Cu SO 4 Výsledek Koncentrace roztoku CuSO4 zůstává stále stejná, anoda postupně ubývá a katoda se pokrývá tenkou vrstvou mědi. Elektrický proud v kapalinách 8

Faradayovy zákony elektrolýzy Při elektrolýze se na katodě vždy vylučuje vodík nebo kov. Na anodě se může vylučovat látka nebo se pouze rozpouští. Každá vyloučená molekula přijme z katody nebo odevzdá anodě několik elektronů. Elektrický proud v kapalinách 9

Faradayovy zákony elektrolýzy Projde-li povrchem elektrody celkový náboj Q = It, je počet vyloučených molekul N = Q ze [A] = kg.C -1 Elektrochemický ekvivalent látky F = NAe = 6,65.104 C mol-1 Faradayova konstanta Mm NA mm = m = Nmm m = Mm Q NA ez m = AQ = AIt m = Q Mm Fz Elektrický proud v kapalinách 10

Faradayovy zákony elektrolýzy 1. Faradayův zákon Hmotnost m vyloučené látky je přímoúměrná náboji Q, který prošel elektrolytem, m = AQ = AIt 2. Faradayův zákon Elektrolytický ekvivalent látky A vypočteme, jestliže její molární hmotnost vydělíme Faradayovou konstantou a počtem elektronů potřebných k vyloučení jedné molekuly, A = Mm Fz Elektrický proud v kapalinách 11

Užití elektrolýzy Čím se podstatně liší vedení proudu v elektrolytu a ve vodiči? Uveď příklady užití elektrolýzy. Vytvoř schéma elektrolýzy která probíhá ve zředěné kyselině sírové s platinovými elektrodami. Zjisti, jaký je fyzikální význam Faradayovy konstanty. Elektrický proud v kapalinách 12

VA charakteristika elektrolytického vodiče U K A Cu Cu I = U R CuSO4 R =  l S Elektrický proud v kapalinách 13

VA charakteristika elektrolytického vodiče U Ur K A C C I = U - Ur R H2SO4 Ur Rozkladné napětí Elektrický proud v kapalinách 14

Galvanický článek Zn Cu V důsledku chemických změn se přeskupí náboje na rozhraní kovu a elektrolytu. Vzniká elektrická dvojvrstva a mezi kovem a elektrolytem se vytvoří elektrické napětí. H2SO4 Elektrický proud v kapalinách 15

Galvanický článek – vznik elektrické dvojvrstvy Cu V důsledku chemických změn se přeskupí náboje na rozhraní kovu a elektrolytu. Vzniká elektrická dvojvrstva a mezi kovem a elektrolytem se vytvoří elektrické napětí. bublinky kyslíku bublinky vodíku H2SO4 Elektrický proud v kapalinách 16

Galvanický článek – vznik elektrické dvojvrstvy Cu Takováto soustava může fungovat jako zdroj elektrického napětí. H2SO4 Elektrický proud v kapalinách 17

Příklady galvanických článků název elektrody elektrolyt napětí Voltův článek Cu(+) ; Zn(–) H2SO4 1 V Suchý článek C(+) ; Zn(–) NH4Cl + MnO2 1,5 V Alkalický článek MnO2(+); Zn(–) KOH 1,5 V Olověný akumulátor Pb (+, –) H2SO4 2 V Elektrický proud v kapalinách 18

Příklady galvanických článků Voltův sloup 1 Schéma Voltova sloupu 2 Elektrický proud v kapalinách 19

Příklady galvanických článků Suchý článek 3 Schéma suchého článku 4 Elektrický proud v kapalinách 20

Příklady galvanických článků Suchý článek 5 Schéma článku MnO2-ZN s alkalickým elektrolytem 6 Elektrický proud v kapalinách 21

Příklady galvanických článků Akumulátor 7 Schéma olověného akumulátoru 8 Elektrický proud v kapalinách 22

Použitá literatura Literatura Obrázky Elektrický proud v kapalinách LEPIL, O. Elektřina a magnetismus, fyzika pro gymnázia. Praha: Prometheus, 2002. ISBN 80-7196- 202-3 TKOTZ,K. Příručka pro elektrotechnika. Praha: Europa-Sobotáles, 2002. ISBN 80-86706-00-1 HALLIDAY,D. Fyzika. Elektřina a magnetismus. Brno: VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1868-0 Obrázky [1, 2] http://www.e-chembook.eu/wp-content/uploads/Voltuv-sloup.png [3] http://athena.zcu.cz/kurzy/elch/000/HTML/32/ [4] http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser= 456c656b74f8696e612061206d61676e657469736d7573h&key=417/ [5] http://www.logicky.cz/out/pictures/z1/1013402000_01-b1340%281%29_z1.jpg [6] http://www.battex.info/?id=220 [7] http://auto.idnes.cz/foto.aspx?r=automoto&foto1=FDV184613_autobaterie.JPG [8] http://www.e-chembook.eu/wp-content/uploads/Oloveny-akumulator.png Elektrický proud v kapalinách

na gymnáziu Komenského v Havířově“ soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.