ppsx - Gymnázium Havířov

Download Report

Transcript ppsx - Gymnázium Havířov

Slide 1

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.


Slide 2

ELEKTRICKÝ PROUD V KAPALINÁCH

 Elektrolyt
 Elektrolytická disociace
 Elektrolýza
 Faradayovy zákony pro elektrolýzu
 Voltampérová charakteristika elektrolytického

vodiče
 Galvanické články.

Elektrický proud v kapalinách

2


Slide 3

Elektrolyty

Roztok
kyseliny
Roztok
soli
Roztok
zásady

H2SO4
NaCl, CuSO4

KOH

 Vedou elektrický proud.
Elektrický proud v kapalinách

3


Slide 4

Obvod s elektrolytickým vodičem

A
anoda =
kladná elektroda

katoda =
záporná elektroda
K

elektrolyt
Elektrický proud v kapalinách

A

_

+

+

_

_

+
+

elektrolytická
disociace
rozdělení molekul na
kladné a záporné
ionty

4


Slide 5

Obvod s elektrolytickým vodičem

A
K

Elektrický proud v kapalinách

A

_

+

+

_

+
+

5


Slide 6

Elektrolýza

K (C-)

A (Cu+)

Cu2+
CuSO4

2-

SO4

Elektrický proud v kapalinách

6


Slide 7

Elektrolýza

K (C-)

A (Cu+)

Cu2+
2-

SO4

Elektrický proud v kapalinách

7


Slide 8

Elektrolýza

K (C-)

Cu

A (Cu+)

SO4

Výsledek
Koncentrace roztoku CuSO4 zůstává stále stejná,
anoda postupně ubývá a katoda se pokrývá
tenkou vrstvou mědi.
Elektrický proud v kapalinách

8


Slide 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


Slide 10

Faradayovy zákony elektrolýzy
 Projde-li povrchem elektrody celkový náboj

Q = It, je počet vyloučených molekul
[A] = kg.C -1

Elektrochemický ekvivalent látky

Mm
mm =
NA

Elektrický proud v kapalinách

Q
N=
ze

F = NAe = 6,65.104 C mol-1
Faradayova konstanta

m = Nmm

Mm Q
m=
NA ez

m = AQ = AIt

Mm
m=
Q
Fz
10


Slide 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
A=
Fz
Elektrický proud v kapalinách

11


Slide 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


Slide 13

VA charakteristika elektrolytického vodiče
I

A
V
0

K Cu

Cu

U

A
I=

U
R

CuSO4
R=

Elektrický proud v kapalinách

l
S

13


Slide 14

VA charakteristika elektrolytického vodiče
I

A
V
0

K C

C

A

U

Ur

I=

U - Ur
R

H2SO4
Ur
Rozkladné napětí

Elektrický proud v kapalinách

14


Slide 15

Galvanický článek

Cu

Zn

H2SO4

Elektrický proud v kapalinách

 V důsledku

chemických změn
se přeskupí náboje
na rozhraní kovu a
elektrolytu.
 Vzniká elektrická
dvojvrstva a mezi
kovem a
elektrolytem se
vytvoří elektrické
napětí.

15


Slide 16

Galvanický článek – vznik elektrické dvojvrstvy

Cu

Zn

H2SO4

Elektrický proud v kapalinách

 V důsledku

chemických změn
se přeskupí náboje
na rozhraní kovu a
elektrolytu.
 Vzniká elektrická
dvojvrstva a mezi
bublinky
kovem
a kyslíku
elektrolytem se
vytvoří elektrické
napětí.
bublinky vodíku

16


Slide 17

Galvanický článek – vznik elektrické dvojvrstvy
V

Cu

Zn

 Takováto soustava

může fungovat jako
zdroj elektrického
napětí.

H2SO4

Elektrický proud v kapalinách

17


Slide 18

Příklady galvanických článků

název

elektrody

Voltův článek

Cu(+) ; Zn(–)

Suchý článek

C(+) ; Zn(–)

Alkalický článek

MnO2(+); Zn(–)

Olověný akumulátor

Elektrický proud v kapalinách

Pb (+, –)

elektrolyt

H2SO4
NH4Cl + MnO2
KOH
H2SO4

napětí

1V
1,5 V
1,5 V
2V

18


Slide 19

Příklady galvanických článků

Voltův sloup 1

Elektrický proud v kapalinách

Schéma Voltova sloupu 2

19


Slide 20

Příklady galvanických článků

Suchý článek 3

Elektrický proud v kapalinách

Schéma suchého článku 4

20


Slide 21

Příklady galvanických článků

Suchý článek 5

Schéma článku MnO2-ZN s alkalickým elektrolytem

Elektrický proud v kapalinách

6

21


Slide 22

Příklady galvanických článků

Akumulátor 7

Schéma olověného akumulátoru 8

Elektrický proud v kapalinách

22


Slide 23

Použitá literatura
Literatura
LEPIL, O. Elektřina a magnetismus, fyzika pro gymnázia. Praha: Prometheus, 2002. ISBN 80-7196202-3
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


Slide 24

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.