Gymnázium, Havířov -Město, Komenského 2, p.o

1. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. F17 - ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH Mgr. Alexandra Bouchalová • 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“

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

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

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

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

6. Elektrolýza 2- SO 4 K (C-) A (Cu+) Cu2+ CuSO4 Elektrický proud v kapalinách 6

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

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

9. 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

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

11. 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, Mm Fz A = Elektrický proud v kapalinách 11

12. 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

13. VA charakteristika elektrolytického vodiče I A V 0 U A K Cu Cu I = R =  U R l S CuSO4 Elektrický proud v kapalinách 13

14. VA charakteristika elektrolytického vodiče I A V 0 U Ur A K C C I = U - Ur R H2SO4 Ur Rozkladné napětí Elektrický proud v kapalinách 14

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

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

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

18. 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

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

20. Příklady galvanických článků Suchý článek3 Schéma suchého článku 4 Elektrický proud v kapalinách 20

21. Příklady galvanických článků Suchý článek5 Schéma článku MnO2-ZN s alkalickým elektrolytem 6 Elektrický proud v kapalinách 21

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

23. Použitá literatura Literatura 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

24. soubor prezentací FYZIKA PRO III. ROČNÍK GYMNÁZIA Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. • 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“