Матеріали для Нової української школи 1 клас - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

УСІ УРОКИ ФІЗИКИ 11 клас
АКАДЕМІЧНИЙ РІВЕНЬ

1-й семестр

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

2. Електричний струм

УРОК 9/20

Тема. Електричний струм у рідинах

 

Мета уроку: ознайомити учнів із природою електричного струму в рідинах.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань

3 хв.

1. Електричний струм у металах.

2. Сила струму й швидкість дрейфування електронів.

3. Залежність опору провідника від температури

Демонстрації

6 хв.

1. Електроліз розчину мідного купоросу.

2. Фрагменти відеофільму «Електроліз і його застосування».

Вивчення нового матеріалу

26 хв.

1. Електролітична дисоціація.

2. Електроліз.

3. Застосування електролізу.

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1. Якісні питання.

2. Навчаємося розв’язувати задачі.

 

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Електролітична дисоціація

Як відомо, провідниками електричного струму можуть бути не тільки тверді тіла, але й рідини. Досліди показують, що електроліти (розчини солей, кислот і лугів у воді) є гарними провідниками електричного струму.

Ø  Електролітами називають речовини, розчини яких проводять електричний струм.

Молекули розчинних речовин складаються із взаємозалежних іонів протилежного знака (наприклад Na+Cl-, H+Cl-, K+Cl-, Cu++SO4--). Сили притягання між цими іонами забезпечують цілісність таких молекул. Взаємодія цих молекул з полярними молекулами розчинника, наприклад води, призводить до ослаблення взаємного притягання протилежно заряджених іонів.

Ø  Розпад молекул на іони під дією розчинника називають електролітичною дисоціацією.

У розчині може відбуватися також і процес, що називається рекомбінацією.

Ø  Рекомбінація — процес возз'єднання іонів у нейтральні молекули.

Між процесами електролітичної дисоціації й рекомбінації іонів за незмінних умов установлюється динамічна рівновага, за якої число молекул, що розпадаються на іони за одиницю часу, дорівнює числу пар іонів, які за цей час возз’єднуються в нейтральні молекули.

2. Електроліз

Іони в електролітах рухаються хаотично доти, поки в рідину не опускаються електроди. Тоді на хаотичний рух іонів накладається їхній упорядкований рух до відповідних електродів і в рідині виникає електричний струм.

За іонної провідності проходження струму пов’язане з переносом речовини. На електродах відбувається виділення речовин, що входять до складу електролітів.

Ø  Процес виділення речовини на електродах під час проходженні електричного струму через електроліт називають електролізом.

На аноді негативно заряджені іони віддають свої зайві електрони (у хімії цей процес називається окисною реакцією), а на катоді позитивні іони одержують відсутні електрони (відновна реакція).

Точно вимірюючи масу речовини, що виділяється на електродах під час проходження електричного струму через розчин електроліту, англійський фізик Майкл Фарадей сформулював закони, які згодом почали називати законами електролізу (або законами Фарадея).

Перший закон Фарадея:

Ø  маса m речовини, що виділилась на електроді під час проходження електричного струму, пропорційна силі струму I й часу t його проходження через електроліт.

m = kIt.

Коефіцієнт k називають електрохімічним еквівалентом речовини. Зміст цього коефіцієнта можна з’ясувати з виразу: k = m/q.

Електрохімічний еквівалент чисельно дорівнює масі речовини в кг, що виділяється під час проходження 1 Кл електрики.

Одиниця електрохімічного еквівалента в СІ: кг/Кл.

Електрохімічні еквіваленти різних речовин істотно відрізняються один від одного. Відповідь на питання “Від чого залежить електрохімічний еквівалент речовини?” дає другий закон Фарадея:

Ø  електрохімічний еквівалент k речовини прямо пропорційний його хімічному еквіваленту M/n.

де F — стала Фарадея; n — валентність речовини; M — молярна маса речовини.

Сталу Фарадея F визначають як добуток заряду електрона на сталу Авогадро:

Таким чином, стала Фарадея дорівнює модулю заряду одного моля електронів.

Підставляючи останню рівність в другий закон Фарадея, одержуємо:

Тут  Отже, електрохімічний еквівалент цієї речовини дорівнює відношенню маси іона цієї речовини до модуля його заряду:

3. Застосування електролізу

1). Електрометалургія

Електролітичні процеси класифікуються в такий спосіб:

• одержання неорганічних речовин (водень, кисень, хлор, луги і т. ін.);

• одержання металів (літій, натрій, калій, берилій, магній, цинк, алюміній, мідь і т. ін.);

• очищення металів (мідь, срібло, і т. ін.);

• одержання металевих сплавів;

• одержання гальванічних покриттів;

• одержання органічних речовин;

• нанесення плівок за допомогою електрофорезу.

Актуальність електролізу пояснюється тим, що багато речовин одержують саме цим способом. Наприклад, такі метали, як нікель, натрій, чистий водень й інші, одержують тільки за допомогою цього методу.

У промисловості алюміній і мідь у більшості випадків одержують саме електролізом. Перевага цього способу у тому, що він відносно дешевий і простий.

Електроліз використовують також для очищення металів від домішок і навіть для одержання металів з руди.

2). Гальванотехніка

Гальванотехніка — галузь прикладної електрохімії, що займається процесами нанесення металевих покриттів на поверхню як металевих, так і неметалевих виробів під час проходження постійного електричного струму через розчини їхніх солей.

Гальванотехніка поділяється на гальваностегію й гальванопластику.

 

ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Перший рівень

1. Які речовини є електролітами? Наведіть приклади.

2. Яка природа носіїв заряду в електролітах?

3. Що являє собою електричний струм у рідинах?

4. Яка умова необхідна для виникнення спрямованого руху іонів в електроліті?

Другий рівень

1. Чи відбувається дисоціація в розчині, у якому немає електричного струму?

2. Чи можуть під час дисоціації утворитися іони одного певного знака? Чому?

3. Чи будь-яка рідина, що проводить електричний струм, є розчином електроліту? Підтвердьте свою відповідь прикладом.

 

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1). Якісні питання

1. Чому під час проходження струму через розчин електроліту відбувається перенос речовини, а під час проходження через металевий провідник перенос речовини не відбувається?

2. Чи залежить кількість виділеного на електродах при електролізі речовини від концентрації розчину, якщо через розчин проходить однаковий заряд?

3. У який спосіб, опустивши два проводи від гальванічного елемента в склянку з водопровідною водою, можна дізнатися, чи існує між ними постійна напруга?

2). Навчаємося розв'язувати задачі

1. За якої сили струму проводився електроліз водяного розчину CuSO4, якщо за 25 хв. на катоді виділилося 2 г міді?

2. У процесі електролізу з водяного розчину срібної солі виділилося 500 мг срібла. Який заряд пройшов через електролітичну ванну?

3. Сила струму під час електролізу дорівнювала 5 А, і за 1 рік одержали 5,4 мг речовини. Чому дорівнює електрохімічний еквівалент цієї речовини?

 

ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

•  Електролітами називають речовини, розчини яких проводять електричний струм.

•  Розпад молекул на іони під дією розчинника називають електролітичною дисоціацією.

•  Процес виділення речовини на електродах під час проходження електричного струму через електроліт називають електролізом.

•  Маса m речовини, що виділилась на електроді під час проходження електричного струму, пропорційна силі струму I й часу t його проходження через електроліт.

m = kIt.

•  Електрохімічний еквівалент чисельно дорівнює масі речовини в кг, що виділяється під час проходження 1 Кл електрики.

•  Електрохімічний еквівалент k речовини прямо пропорційний його хімічному еквіваленту M/n.

 

Домашнє завдання

1. Підр-1: § 14; підр-2: конспект.

2. Впр-1: упр. 14 (№ 1, 2, 3, 4).









загрузка...

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами. Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посилання на сайт, будьте вдячними ми затратили багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2008-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.