Elektrický proud v kapalinách: jeho původ, kvantitativní a kvalitativní charakteristiky

Prakticky každý člověk zná definici elektrického proudu jako řízený pohyb nabitých částic. Celý bod však spočívá v tom, že původ a pohyb v různých prostředích se od sebe navzájem značně liší. Zejména, elektrický proud v kapalinách má několik dalších vlastností než objednaný pohyb nabitých částic. Jedná se o stejné kovové vodiče.

Hlavní rozdíl je, že proud v kapalinách je pohyb nabitých iontů, to jest atomů nebo dokonce molekul, které z nějakého důvodu ztratili nebo získali elektrony. Jedním z ukazatelů tohoto pohybu je změna vlastností látky, kterou tyto ionty procházejí. Na základě definice elektrického proudu můžeme předpokládat, že během rozkladu budou negativně nabité ionty posunuty směrem k kladnému zdroj proudu, a pozitivní, naopak negativní.

Proces rozkladu molekul roztoku do kladných a negativních nabitých iontů byl nazýván elektrolytickou disociací ve vědě. Proto elektrický proud v kapalinách vychází ze skutečnosti, že na rozdíl od stejného kovového vodiče se mění složení a chemické vlastnosti těchto kapalin, což vede k procesu přesunutí nabitých iontů.

Elektrický proud v kapalinách, jeho původ, kvantitativní a kvalitativní charakteristiky byly jedním z hlavních problémů, které slavný fyzik M. Faraday dlouhodobě zkoumal. Zejména s pomocí mnoha experimentů se mu podařilo dokázat, že hmotnost látky uvolněné během elektrolýzy přímo závisí na množství elektřiny a době, po kterou byla elektrolýza prováděna. Z žádného jiného důvodu, s výjimkou povahy hmoty, tato hmotnost nezávisí.

Dále tím, že studuje proud v kapalinách, Faraday experimentálně zjištěno, že pro izolaci jednoho kilogramu jakákoliv látka během elektrolýzy, musí být stejný počet elektrické náboje. Toto číslo, které se rovnalo 9,65 • 10 7 k., Bylo nazýváno číslem Faraday.

Na rozdíl od kovových vodičů je obklopen elektrický proud v kapalinách molekuly vody, což značně brzdí pohyb iontů látky. V této souvislosti je možné vytvářet proud jen malého napětí v jakémkoli elektrolytu. Současně, pokud teplota roztoku stoupá, zvyšuje se jeho vodivost a elektrická pevnost pole se zvyšuje.

Elektrolýza má další zajímavou vlastnost. Jde o to, že rozpad pravděpodobnost určité molekuly do kladných a záporných iontů je vyšší, tím větší je počet molekul rozpouštědla a samotné látky. Zároveň dochází v určitém okamžiku k přesycení roztoku ionty, po čemž začne klesat vodivost roztoku. Tedy, nejsilnější elektrolytická disociace bude probíhat v roztoku, kde je koncentrace iontů extrémně nízká, ale intenzita elektrického proudu v takovýchto řešeních bude extrémně nízká.

Proces elektrolýzy má široké uplatnění v různých průmyslových odvětvích spojených s prováděním elektrochemických reakcí. Mezi nejdůležitější z nich patří příprava kovu přes elektrolyt soli elektrolýzy, chloru a jeho deriváty, redox reakce potřebné pro takové látky, jako je vodík, leštění povrchů elektrolytické pokovování. Například v mnoha strojírenských a přístrojových provozech je rafinace velmi běžná, což je výroba kovu bez zbytečných nečistot.