En pære i en elektrolyt • Sergey Tsitovsky • Populære videnskabsopgaver på "Elementer" • Kemi

Lyspære i elektrolyt

Ved passage af direkte elektrisk strøm gennem en opløsning eller smelte af en elektrolyt (et stof bestående af positive og negative ioner og på grund af deres bevægelsesledende elektrisk strøm) finder forskellige kemiske reaktioner sted. Denne proces kaldes elektrolyse. Det enkleste eksempel er elektrolysen af ​​en ZnCL-opløsning.2 i vandet. Cl ioner bevæger sig mod den positivt ladede elektrode (den kaldes "anoden"). og på den, der giver elektronerne til anoden, omdannes til fri klor 2Cl – 2e = Cl2. Zn ioner flytter til den negativt ladede elektrode (den kaldes "katoden").2+på den vedhæfter de elektroner og bliver til fri zink: Zn2+ + 2e = Zn. Resultatet er en reaktion: ZnCl2 = Zn + Cl2.

opgave

Hvis i en smelte af natriumnitrat NaNO3 (tpl = 307 grader på interne Overfladen af ​​glødelampens glas fremstår som sølvplade.

hvad er det til et raid? hvorfor hvis i stedet for at smelte NaNO3 Tag en smelte af kaliumnitrat KNO3 (det smelter ved omtrent samme temperatur), så vil pæren knække?


Tip 1

Som det er kendt fra et skolekemi kursus, fremstilles glas ved fusion af sodavand (Na2CO3), kridt (CaCO3) og kvarts sand (SiO2).


Tip 2

Og fra fysikens forløb ved vi, at elektroner flyver ud af en varm spiral, hvis den er negativt ladet.


beslutning

Sølvblomst er nok metal, fordi de fleste sølvfarvede stoffer er metaller. Havnet smeltet salt (NaNO3) reagerede ikke med metallet, som kan opnås fra dette salt (det vil sige med natrium), så ville alt være enkelt. For eksempel vil natrium under elektrolysen af ​​smeltet natriumchlorid-NaCl frigives ved den negativt ladede elektrode (katode) og chlor ved den positive (anode). Men i tilfælde af NaNO3 natrium ville straks reagere med smelten.

I en pære fra en varm katode (dens rolle spilles af en spiral af en lampe) negativt ladede partikler flyver – elektroner (se: termisk emission). Når glasfladen nås, interagerer de med natriumioner, som både er i glasset og i NaNO-smelten3, og gendanne dem til metal: Na+ + e = Na. Glas virker som en elektrolyt, det vil sige natriumioner i det bevæger sig fra smelten NaNO3 til pærens indre overflade, hvor de bliver til en sølv plaque af natrium.

På en positivt ladet metalplade (anode) er der en anden reaktion: 2NO3 – 2e = 2NO2 + O2. Som følge heraf blev elektrolysen af ​​smelten NaNO3, men takket være glasmembranen og vakuumet inde i pæren er natrium stadig dannet og reagerer ikke med noget andet.

Hvis i stedet for at smelte natriumnitrat NaNO3 Vi sætter en pære i en smelte af kaliumnitrat KNO3, ville glasset have revnet, fordi kaliumioner er meget større end natriumioner, og i stedet for at "sive" gennem glasset (der er hulrum, der kun er størrelsen af ​​natriumioner på grund af de natriumioner, der allerede er blevet genfundet i metallet), ville kaliumioner skubbe igennem glaspære inde.


efterskrift

Glasets evne til at adsorbere og delvis lede ladede partikler gennem sig selv (det vil sige at være en fast elektrolyt) er baseret på de såkaldte glaselektroder i apparater til måling af pH (koncentrationen af ​​hydrogenioner H+) eller andre ioner, såsom det samme kalium eller natrium (se: ion-selektiv elektrode, ISE). En sådan elektrode indeholder en tynd membran fremstillet af glas med porerne størrelsen af ​​nøjagtigt den ion, hvis koncentration det måler.Når den tilsvarende ion er til stede i opløsningen, adsorberes den på glasset, idet den delvis fylder porerne i den. På grund af det faktum, at ionerne er opladet, forekommer der elektriske virkninger, som allerede kan måles med et følsomt instrument og omberegnes for ionkoncentration.

Derudover er faste elektrolytter (ikke længere glas, som i dette problem, men Na-systemet2O · 11Al2O3 – natriumpolyaluminat) anvendes i natrium-svovlbatterier. Deres kapacitet overstiger betydeligt de fleste almindelige batterityper.

En anden interessant effekt, men på et andet emne – elektrolyse af opløsninger af natriumsalte ved kviksølvkatoden. Under elektrolysen af ​​en vandig opløsning, for eksempel NaCl ved katoden (ikke kviksølv), frigives natrium ikke, men hydrogen frigives (fra vand), og NaOH akkumulerer nær katoden. På kviksølv, den samme reaktion 2H+ + 2e = H2 strømmer meget modvilligt, men natrium dannes (Na+ + e = Na) og opløses i kviksølv. Den resulterende natriumamalgam (amalgam er en legering af metal med kviksølv), selv om det reagerer langsomt med vand. Hvis du fordamper kviksølv, kan du også få rent natrium som i tilfælde af elektrolyse med en pære.


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: