Электричество, природа

В связи с уменьшением числа часов, отводимых на чтение лекции по химии, возникла необходимость пересмотра материала лекций в сторону его сокращения. По программе тема Строение атома должна быть обязательно раскрыта, и на это приходится отводить не более чем полторы лекции. Целесообразно начать лекцию о составе атома, какие частицы входящего образуют, их зарядах, массах, когда они открыты и кем. Затем напомнить студентам о модели атома Резерфорда. Особенную трудность вызывает необходимость очень кратко и в то же время доходчиво изложить основные положения квантовой механики. При изложении вопроса о двойственной природе объектов микромира достаточно привести уравнение Де-Бройля (без вывода) и обсудить его, привести примеры, экспериментально доказывающие волновые свойства потока электронов. Рассказать, что О положении электрона в атоме можно судить только с точки зрения теории вероятности. Дать квантовомеханическую модель электрона как облака отрицательного электричества, имеющего определенную форму и размеры, рассказать, что означает понятие орбиталь . [c.170]

Принцип взаимности Онзагера в форме равенства (14.35) был обоснован опытными результатами, отражающими следующие потоки разной природы так, нагревание двух проводников в спае вызывает электроток (на этом эффекте работает термопара) поток электричества в металлических проводниках вызывает их нагревание и выделение теплоты градиент температуры вызывает градиент концентрации веществ (термодиффузия) градиент давления вызывает градиент концентрации (бародиффузия) продавливание жидкости через проницаемые пе-регородик вызывает градиент температуры (термоосмос) и другие примеры. [c.257]

Углеводородные топлива при перекачках могут электризоваться, т. е. в них может накапливаться заряд статического электричества определенного знака. Возникновение зарядов и их величина обусловлены процессами образования на границе топливо-твердое тело двойного электрического слоя и разделения его обкладок. Законченной теории электризации пока не разработано. Различными исследованиями установлено, что электризация углеводородных топлив в основном зависит от их состава и содержания дисперсной фазы, скорости потока, природы и вида поверхности оборудования, а также от площади соприкосновения с ней. [c.166]

Второй закон Фарадея характеризует влияние природы ионов. Закон устанавливает, что при пропускании одинакового количества электричества через растворы различных электролитов количества каждого вещества, претерпевающие превращения, пропорциональны их эквивалентным массам, причем для выделения одного эквивалента любого вещества требуется пропустить 96500 Кл или 26,8 А-ч электричества. [c.224]

Диффузионный скачок потенциала. Скачок потенциала, возникающий на границе раздела двух растворов с одним и тем же или разными электролитами, но одинаковыми растворителями, называется диффузионным скачком потенциала. Он обусловлен различными скоростями взаимной диффузии ионов из одного раствора в другой. Процесс взаимной диффузии с течением времени становится стационарным и величина диффузионного скачка потенциала достигает стационарного значения. В стационарном состоянии скачок потенциала определяется не только природой и концентрациями соприкасающихся растворов электролитов, но и является функцией времени их контакта. Точный учет вклада диффузионного потенциала в ЭДС практически невозможен, поэтому необходимы специальные меры по его устранению или уменьшению. Обычно применяют солевые мостики, или электролитические ключи, содержащие концентрированный раствор электролита с ионами, скорость взаимной диффузии и числа переноса которых близки, например, КС1 или NH NOg. Ионы подобных электролитов обеспечивают перенос электричества на поверхности контакта раствор — раствор, вследствие чего диффузионный потенциал значительно уменьшается. [c.282]

Таким образом, классическая гидродинамическая теория электропроводности позволяет сделать )яд выводов, которые согласуются с опытными данными, предлагая их вероятное истолкование. В то же время вследствие упрощающих допущений, положенных в ее основу, эта теория не способна дать картину молекулярного механизма миграции ионов и выяснить природу его элементарного акта. Она не объясняет результаты многих наблюдений, иногда даже противоречит им, не позволяет провести количественные расчеты основных величин, определяющих перенос электричества через растворы электролитов. В этом отношении заметным шагом вперед была статистическая теория, сохранившая предположение о растворе как о континууме с неизменными свойствами, но принявшая в расчет существование межионного взаимодействия. [c.120]

Аналоговое моделирование основано на аналогиях, существующих в описании некоторых фильтрационных процессов с другими физическими явлениями (диффузией, процессом переноса тепла, электрического тока и т.д.). Основная причина существования аналогий-это однотипность уравнений, описывающих физические процессы различной природы. Аналогия устанавливается на основании того факта, что характеристические уравнения (например, закон Дарси и закон Ома) выражают одни и те же принципы сохранения (массы, импульса, энергии, электричества и т.п.), лежащие в основе многих физических явлений. Существующие аналогии позволяют разрабатывать аналоговые модели. [c.376]

Начиная с 1940 года Глен Сиборг с сотрудниками в Калифорнийском университете в Беркли проводили эксперименты по бомбардировке тяжелых ядер, что привело к открытию множества трансурановых элементов (с порядковым номером больше, чем у урана). Хотя они и не были найдены в природе, некоторые из них находят практическое применение как миниатюрные источники энергии в метеорологических спутниках и космических зондах, В каждом из них тепло, получаемое при радиоактивном распаде, превращается непосредственно в электричество. [c.336]

ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ — основные законы электролиза, выражающие связь между количеством электричества, прошедшего через электролит, количеством образовавшегося или разложившегося на электродах вещества и природой этих веществ. В соответствии с Ф. з. количество вещества т, выделившееся при электролизе, прямо пропорционально его химическому эквиваленту Е и количеству электричества, прошедшего через электролит, q = т [c.259]

Исследования, выполненные сотрудниками Московского энергетического института Н. Г. Дроздовым и С. П. Носовым, показали, что возможность образования зарядов статического электричества в жидком кислороде обусловливается наличием в нем твердых частиц. Величина напряженности электростатического поля зависит от скорости движения частиц в жидком кислороде, количества примесей и их природы. Знак электрических зарядов, по данным этой работы, зависит от природы примесей. Наличие в жидком кислороде частиц активного глинозема и двуокиси углерода приводит к электризации жидкого кислорода с отрицательным знаком, тогда как наличие частиц силикагеля приводит к электризации с положительным знаком. Изучение процесса электризации потока жидкого кислорода при его дросселировании показало, что напряженность электрического поля имеет тенденцию к быстрому возрастанию при увеличении скорости жидкого кислорода. [c.28]

Кроме практической ценности, рассматриваемый закон имеет и большое теоретическое значение, подтверждая вывод об атомистической природе электричества. [c.446]

Импульсы воспламенения и борьба с ними. Импульсами воспламенения, приводящими к горению и взрыву веществ и материалов, могут быть открытое пламя несгоревшие частицы топлива раскаленные или нагретые поверхности с температурой выше температуры самовоспламенения веществ, которые могут иметь контакт с ними горючие смеси, температура которых повысилась при адиабатическом (т. е. без подвода и отвода тепла) сжатии вследствие химических и других процессов до температуры самовоспламенения жидкие и твердые вещества, подвергшиеся самонагреванию, которое привело к их самовозгоранию искры удара и трения искры, вызываемые электрическим током электрическая дуга (например, при электросварке) статическое электричество первичные и вторичные проявления атмосферного электричества и др. Механизм воспламенения горючего вещества (горючей смеси) во многом определяется его химической природой и агрегатным состоянием, характером поджигающего импульса и другими факторами. [c.201]

Следует подчеркнуть, что перенос электричества производится не растворителем, а растворенным электролитом. Следовательно, электропроводность электролита может быть представлена в виде суммы двух величин, из которых каждая характерна для одного из ионов, составляющих данный электролит, и не зависит от природы другого. Это положение было установлено Кольраушем (1873) и называется законом независимого движения ионов. [c.370]

В двойнослойной области основная часть подводимого электричества затрачивается на изменение заряда двойного электрического слоя. Измерения изоэлектрических сдвигов потенциала (см. 3.1) однозначно доказывают, что в сернокислых растворах в двойнослойной области потенциалов происходит постепенное уменьшение количества адсорбированного водо-лО. рода и возрастание количества адсорбированного кислорода, т. е. перекрывание областей адсорбции водорода и кислорода. Степень этого перекрывания зависит от pH раствора и концентрации ионов 50 " и уменьшается с уменьшением pH и с ростом концентрации 80 . В целом, однако, количество адсорбированных водорода и кислорода в сернокислых растворах на платине в двойнослойной области невелико. Степень перекрывания областей адсорбции водорода и кислорода зависит также от природы металла. Так, она наименьшая в сернокислых растворах на палладии и возрастает при переходе к платине, иридию, родию, рутению и осмию. [c.188]

Система из двух электрических проводников (электродов), погруженных в электролит, называется гальваническим элементом в честь итальянского физика из Болоньи Луиджи Гальвани, который опубликовал свои электрохимические исследования в 1791 г. Гальванический элемент преобразует химическую энергию в электрическую. Если замкнуть элемент проводником с низким сопротивлением, по проводнику потечет ток, направление которого условно принято от положительного электрода к отрицательному (положительный ток). Это условие было принято еще до того, как что-либо стало известно о природе электричества, и применяется сейчас вопреки общеизвестному факту, что только отрицательно заряженные частицы — электроны — могут перемещаться в металле, и ток течет от отрицательного полюса к положительному. [c.22]

Таким образом, электрический ток, вырабатываемый гальваническим элементом, является результатом протекания на его электродах самопроизвольных химических процессов окисления — на отрицательном электроде (назовем его катодом ) и восстановления — на положительном электроде (назовем его анодом). Это указывает на химическую природу происхождения гальванического электричества. Однако необходимо помнить, что возникновение э. д. с. обязано не химическим, а физико-химическим процессам, протекающим на границе раздела фаз электрод — раствор при образовании двойного электрического слоя. [c.240]

С самого начала бурного развития атомной физики, т. е. с конца прошлого столетия, многое указывало на то, что атомы, из которых построена материя, в свою очередь также имеют дискретную, структуру и состоят из элементарных частиц . Большую роль при этом сыграло открытие дискретной природы электричества и доказательство существования свободных электронов. Уже Гельмгольц, основываясь на законах электролиза Фарадея, высказал предположение о том, что частицы обладают зарядом, кратным некоторому элементарному заряду . Электрон был первой элементарной электрически заряженной частицей, для которой определены заряд и масса, а также ис- [c.23]

Количество вещества (в граммах), которое претерпевает превращение при прохождении через раствор одного кулона электричества, называется электрохимическим эквивалентом. Отношение массы одного грамм-эквивалента к электрохимическому эквиваленту не зависит от природы вещества и называется числом Фарадея (Р). Точно измеренное число Фарадея [c.180]

Из установленных Фарадеем законов электролиза вытекало, что электричество, подобно веществу, обусловлено существованием, движением и взаимодействием мельчайших частиц (см. гл. 5). Фарадей вел речь об ионах, которые можно рассматривать как частицы, переносящие элекфичество через раствор. Однако в течение следующего полустолетия ни он и никто другой не занимался серьезно изучением природы таких ионов, хотя работы в этом направлении вообще-то велись. В 1853 г. немецкий физик Иоганн Вильгельм Гитторф (1824—1914) установил, что одни ионы перемещаются быстрее других. Это наблюдение привело к появлению понятия число переноса — характеристики, зависящей от скорости, с которой отдельные ноны переносят электрический ток. Однако даже после того, как химики научились рассчитывать эту скорость, вопрос о природе ионов оставался открытым. [c.118]

Количество электричества, переносимое в растворе, является сложной функцией от количества ионов, их заряда и скорости. Скорость в свою очередь зависит от природы иона, вязкости раствора, градиента потенциала и температуры. [c.181]

Для определения природы этой частицы на платине были проведены опыты с метанолом, меченным С . Метанол адсорбировался на электроде в заданных условиях, после чего электрод поляризовали анодно при постоянной плотности тока и одновременно определяли адсорбцию метанола. При анодной поляризации адсорбированный метанол окислялся и десорбировался с поверхности. Зависимость между количеством окислившихся частиц, содержащих углеродный атом, и количеством пропущенного электричества оказалась прямо- [c.143]

Для характеристики природы мембраны обычно используют не объемную скорость течения жидкости и, которая зависит от поперечного сечения пор мембраны, а отношение V к силе тока /, т. е. и//. Это отношение выражает объем жидкости, перенесенный в единицу времени, на единицу количества электричества и при постоянной силе тока является постоянной величиной для данного материала мембраны. [c.409]

Каждый однозарядный ион независимо от его природы получает или отдает 1 электрон, и для выделения 1 моль любого одновалентного металла требуются одинаковые количества электричества. Для выделения 1 моль любого двухвалентного металла также требуются одинаковые количества электричества, но в два раза больше, чем для одновалентного металла. [c.372]

Было показано, что ни масса, ни величина заряда частиц не зависит ни от природы металла, из которого сделан катод, ни от каких-либо других условий. Впоследствии эти частицы были названы электронами. Согласно современным представлениям, заряд электрона — это наименьшее количество электричества, т. е. электрон является атомом электричества . [c.38]

Согласно теории Аррениуса некоторые вещества, называемые электролитами, обладают способностью при растворении в различных растворителях распадаться на ионы. Количество ионов, образовавшихся в результате диссоциации одной молекулы, так же как величина и знак заряда этих ионов, зависит от природы электролита. Ионы в растворе электролитов являются переносчиками электричества. Не все электролиты диссоциируют в одинаковой степени сильные электролиты практически полностью диссоциированы и поэтому хорошо проводят ток, слабые электролиты диссоциируют незначительно и, вследствие этого, проводят ток хуже. В растворе электролита ионы обладают тепловым движением, т. е. беспорядочно движутся с самыми различными скоростями. Если раствор поместить в электрическое поле, то ионы, сохраняя свое тепловое движение, начнут смещаться по направлению силовых линий поля. При этом движение катионов будет происходить в направлении, прямо противоположном движению анионов. Так как ионы являются носителями зарядов, то их направленное перемещение представляет собой прохождение электрического тока через электролит. Чем больше зарядов имеет ион и чем большее количество ионов пройдет в секунду через сечение раствора, перпендикулярное силовым линиям поля, тем больше будет электрическая проводимость раствора. Для раствора электролита количество ионов, прошедших через данное сечение, определяется их концентрацией и скоростью движения по направлению, перпендикулярному этому сечению. Эта скорость пропорциональна при прочих одинаковых условиях градиенту потенциала [c.269]

На основании законов Фарадея можно подсчитать, какое количество электричества потребуется для получения необходимого количества продукта электрохимической реакции. Так, при 100%-ном выходе по току для получения ) г-экв любого вещества требуется одно и то же количество электричества, равное одному фарадею. Следует подчеркнуть, что законы Фарадея определяют расход количества электричества, но не электрической энергии, который при получении одного и того же числа грамм-эквивалентов вещества будет неодинаков расход энергии зависит от природы этого вещества, от природы той реакции, которая приводит к его получению, а также от условий ее протекания. Если / — количество электричества, необходимое для получения 1 г-экв любого вещества, то расход электроэнергии равен произведению / . Напряжение на ванне Е для кансдого вещества имеет определенное значение и может изменяться в зависимости от условий проведения электрохимической реакции. [c.283]

Различия между объемной и поверхностной концентрациями могут быть обусловлены также замедленным подводом реагирующих веществ из объема раствора. Медленно могут отводиться продукты реакции. Подвод и отвод реагирующих веществ при электролизе осуществляется линейной или конвективной диффузией и электрической миграцией. Миграция — перенос ионов под действием электрического поля, что обеспечивает перенос электричества в растворе электролита. Скорость диффузии определяется природой реагирующих веществ и среды, температурой, величиной градиента концентрации (т. е. с — с). Скорость миграции, кроме того, зависит от объемного градиента потенциала, подвижностей ионов и в значительной мере от трудно учитываемых геометрических параметров электролизера, электродов и их взаимного расположения. В электрохимических исследованиях миграцию исключают добавлением избытка электролита, ионы которого не участвуют в электродных реакциях, но осуществляют перенос электричества через раствор. [c.302]

Второй закон Фарадея выражает связь между количеством прореагировавшего (выделившегося на электроде) вещества при пропускании данного количества электричества и его природой. По второму закону Фарадея при постоянном количестве прошедшего электричества массы прореагировавших (осажденных) ве- [c.264]

Из уравнения (УЛб) следует, что пропускание 1 фарадея количества электричества через химическую цепь изменяет электрохимически 1 г-экв любого вещества независимо от его природ л. [c.265]

При погружении малоактивного металла — меди, например,— в раствор ее соли будет иметь место обратный процесс, т. е. переход ионов металла из раствора в кристаллическую решетку металла. В данном случае поверхность металла приобретает положительный заряд, а прилегающий к ней слой раствора—отрицательный (за счет избытка в растворе анионов). Здесь также возникает двойной электрический слой и, следовательно, определенный электродный потенциал. Таким образом, при погружении металлов в растворы их солей более активные из них (2п, Мд, Ре и др.) заряжаются отрицательно, а менее активные (Си, Ag, Аи и др.) положительно. Потенциал каждого электрода зависит оТ природы металла, концентрации (точнее активности) его ионов в растворе, а также от температуры. Если цинковую и медную пластинки соединить проводником электричества, то электроны с цинковой пластинки устремляются по нему к медной, в цепи появляется электрический ток, который может быть измерен гальванометром О. [c.156]

Согласно закону Фарадея, количество электричества, необходимое для выделения 1 г-экв любого вещества, не должно зависеть от его природы, а также от величины тока, формы и материала электрода и электролизера. Это количество электричества называется фарадеем и обозначается через F (постоянная Фарадея). [c.17]

Это положение можно объяснить следующим образом для перемещения одного одновалентного атома требуется один атом электричества (см. гл. 5), в то время как для перемещения одного двухвалентного атома требуются два атома электричества . Однако природу зависимости между валентностью и атомами электричества удалось полностью выяснить лишь спустя еще полстолетия (см. гл. 5). [c.82]

Последнее уравнение позволяет о(Зъединить оба закона Фарадея в виде одного общего закона, по которому количество электричества, равное одному фарадею (или 96 500 Кл, или 26,8 А-ч), всегда изменяет электрохимически 1/г. молей вещества (1 г-экв) независн-мо от его природы. [c.280]

Одно из первых конкретных представлений о природе химической связи возникло на основании экспериментального исследования электролиза английским ученым Майклом Фарадеем (1791-1867). (Электролиз означает разрыв на части при помощи электричества .) Если расплавить хлорид натрия, нагрев его выше 80ГС, и погрузить в расплав два электрода (катод и анод), как показано на рис. 1-8, а затем пропустить через расплавленную соль электрический ток, на электродах начнут протекать химические реакции ионы натрия будут мигрировать к катоду (где электроны поступают в расплав) и восстанавливаться там до металлического натрия [c.41]

Моделирование ТЭ. Для создания высокоэффектив1ШХ ТЭ необходимо детальное моделирование сложнейших электрохимических, каталитических, транспортных (тепла и массы), электрических процессов. Нахождение оптимального химического состава катода, электрода, электролита, вспомогательных материалов, оптимальной пористой структуры этих материалов требует привлечения специалистов в области физики, материаловедения, катализа, электрохимии, электричества, инженерии, В настоящее время в различных странах мира ведется многочисленные работы по моделированию ТЭ с использованием методов математической статистики, нейронных сетей, нечетких множеств. Однако наиболее перспективным представляется применение методов системного анализа и математического моделирования, базирующегося на построении феноменологических моделей, включающих всю совокупность явлений катали гической, электрохимической и физикохимической природы. Для моделирования ТЭ мы используем трехфазную гомогенную модель, включающую систему уравнений, описывающих электрохимическую реакцию и транспортные процессы, а также электрическую составляющую процесса. [c.64]

Во всех случаях величина тока обмена выражает количество электричества, участвующее в единицу времени а тоге обмена, а влияние природь электрода проявляется в значении равяовес-ного потенциала фр. [c.235]

Все проводники, суи ествующне з природе, в зависимости от механизма переноса электричества при прохождении через них электрического тока можно разделить на три класса электронные, ионные и смешанные. [c.88]

В. И. Ленин пророчески указывал, что свойства электрона так же неисчерпаемы, как и свойства атомов. Развитие физики и химии показало, что при изучении природы химической связи нельзя рассматривать электрон просто как материальную точку, несущую электрический заряд. Действительно, результаты последующих физических исследований показали весьма сложную природу электрона, которая не может быть описана простыми законами механики и электричества. Особенность поведения всех микрочастиц, в том числе и электронов, которая отличает их от поведения больших (макроскопических) тел, состоит в том, что они ведут себя одновременно и как материальная частица, и как некоторая своеобразная волна. [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология