67.2.
Сам факт розкладання електролітів під час проходження крізь них струму показує, що у них рух зарядів супроводжується рухом атомів чи груп атомів, пов'язаних друг з одним (наприклад, , тощо. п.); ці атоми або атомні групи є частиною молекули розчиненої речовини. Природно, що заряджені саме ці частини молекули в розчині і що вони є носіями електричного заряду. Їх переміщення під дією сил електричного поля і є електричним струмом, що йде через електроліт.
Було виявлено, що при проходженні струму через електроліт виділення речовини відбувається на обох електродах. За хімічним складом це різні частини молекули розчиненої речовини. За кількістю, якщо вимірювати їх у хімічних еквівалентах, вони рівні. Знаки зарядів вони, очевидно, протилежні.
Ми вже говорили (§ 5), що заряджені атоми називаються іонами. Таку ж назву носять заряджені молекули чи його частини. Ми можемо, отже, сказати, що провідність електролітів є іонною, т. е. обумовлена рухом у яких позитивних і негативних іонів, які утворюються з нейтральної молекули шляхом розпаду їх у частини, заряджені рівними і протилежними зарядами. Молекули розчиненої речовини, які до розчинення були електрично нейтральні, при розчиненні розпадаються на позитивні та негативні іони, здатні переміщатися незалежно один від одного.
Ці уявлення ілюструються рис. 106. Гуртками між електродами зі значками «+» та «-» схематично зображені позитивні та негативні іони розчиненої речовини. Поки між електродами і не створено поле, ці іони здійснюють тільки безладний тепловий рух, як і всі інші молекули розчину (рис. 106,а). Укожному напрямі за одиницю часу протікає однаковий позитивний та негативний заряд, тобто немає електричного струму – переважного перенесення заряду у певному напрямку. При накладенні різниці потенціалів на електроди і , коли всередині електроліту виникає електричне поле, цей безладний рух накладається впорядкований рух у протилежні боку іонів різних знаків: негативних – до анода , позитивних – до катода (Рис. 106, б).
Мал. 106. Провідність електроліту залежить від наявності позитивних та негативних іонів (кухлі зі знаками «+» або «-»): а) ланцюг розімкнений, струму немає; б) ланцюг замкнутий, через електроліт йде іонний струм
При зіткненні з катодом позитивні іони отримують електрони, що їм бракують, і виділяються у вигляді нейтральних атомів, а замість електронів, що нейтралізували іони, нові електрони переходять від батареї до катода. Так само негативні іони при зіткненні з анодом віддають йому свої надлишкові електрони, перетворюючись на нейтральні атоми; електрони ж йдуть металевими проводами в батарею. Таким чином, струм в електроліті обумовлений іонами, що рухаються; на електродах відбувається нейтралізація іонів і виділення їх у вигляді нейтральних атомів (або молекул). Отже, електричний струм в електролітах є рухом позитивних і негативних іонів.
Таке уявлення про електроліз підкріплюється численними фактами. З цього погляду перший закон Фарадея (§ 65) отримує просте пояснення. Кожен іон, що осідає на електроді, переносить з собою деякий електричний заряд. Це означає, що повний заряд, перенесений усіма іонами, повинен бути пропорційний до повної кількості іонів, що осіли на електродах, тобто масі виділеногоречовини. І це перший закон Фарадея. Так само природно і просто пояснюється з цього погляду і другий закон Фарадея, що дає змогу обчислити електричний заряд, пов'язаний із кожним іоном (§ 69).
Зазначимо, що назва «іон» запроваджено Фарадеєм (від грецького слова «іон» - той, хто йде). Іони, заряджені позитивно і що виділяються на катоді, Фарадей назвав катіонами, іони, що виділяються на аноді, - аніонами.
Досвід показав, що водень та метали завжди виділяються на катоді; це означає, що у електролітах водень і метали утворюють позитивні іони.
67.1.При проходженні електричного струму через електроліти вони нагріваються. Виходячи з уявлень про іонну провідність, поясніть це.
67.2.Чому дроти освітлювальної мережі неодмінно мають гумову оболонку, а дроти, призначені для сирих приміщень, крім того, бувають просмолені зовні?
67.3.Чому набагато небезпечніше братися за електричні дроти мокрими руками, ніж сухими?