Іонна провідність
У металах, як ви пам’ятаєте, є лише один тип вільних зарядів – це вільні електрони. В електролітах ситуація інша: тут виникають вільні заряди двох типів.
1. Позитивні іони, що утворилися з атомів металів або водню.
2. Негативні іони – атомні або молекулярні кислотні залишки (наприклад, Cl-або SO2-), а також гідроксильна група OH-.
Друга відмінність від металів полягає в тому, що носії вільних зарядів у електроліті можуть мати заряд, рівний по модулю як елементарному заряду e, так і цілому числу елементарних зарядів ze. Тут z – валентність атома або групи атомів; наприклад, при розчиненні мідного купоросу маємо z = 2.
Якщо зовнішнього електричного поля немає, то вільні заряди електроліту здійснюють лише хаотичний тепловий рух поряд з оточуючими молекулами. Але при накладенні зовнішнього поля позитивні і негативні іони починають впорядкований рух.
Помістимо в посудину з електролітом два електроди; один з електродів приєднаємо до позитивної клеми джерела струму, а інший – до негативною (рис. 3.56). Коли мова йде про проходженні струму через електроліти, позитивний електрод називають анодом, а негативний – катодом.
В електричному полі, який виник між електродами, позитивні іони електроліту спрямовуються до “мінуса” катода, а негативні іони – до “плюса” анода. Таким чином, електричний струм в електроліті утворюється в результаті зустрічного руху іонів: позитивних – до катода, негативних – до анода. Тому провідність електролітів називається іонної (на відміну від електронної провідності металлла).
На позитивному аноді є недолік електронів. Негативні іони, досягнувши анода, віддають йому свої зайві електрони; ці електрони відправляються по ланцюгу до “плюса” джерела.
Навпаки, на негативному катоді – надлишок електронів. Позитивні іони, прийшовши на катод, забирають у нього електрони, і ця кількість збіглих електронів негайно заповнюється їх доставкою на катод з “мінуса” джерела.
Таким чином, в тій частині ланцюга, який складається з джерела струму і металевих провідників, виникає циркуляція електронів за маршрутом “анод ^ джерело ^ катод”. Ланцюг замикається електролітом, де електричний струм забезпечується двостороннім рухом іонів.
Related posts:
- Напрямок електричного струму Напрямок руху заряджених частинок, що утворюють струм, залежить від знаку їх заряду. Позитивно заряджені частинки будуть рухатися від “плюса” до “мінуса”, а негативно заряджені – навпаки, від “мінуса” до “плюса”. В електролітах і газах, наприклад, присутні як позитивні, так і негативні вільні заряди, і струм створюється їх зустрічним рухом в обох напрямках. Яке ж з […]...
- Електричний струм у рідині Припустимо, що у нас є ванночка з дистильованою (чистої без домішок) водою. У неї опущені два електроди у вигляді вугільних стрижнів. В електричному ланцюзі цих електродів також є: постійне джерело харчування, вимикач, реостат, амперметр і вольтметр. При подачі електроживлення на вугільні стрижні нічого не буде відбуватися, оскільки чиста вода є діелектриком. Тепер ми додамо в […]...
- Домішкова провідність напівпровідників Власна провідність напівпровідників зазвичай невелика, так як число вільних електронів, наприклад, в германии при кімнатній температурі близько 3 – 1013 см-3. У той же час число атомів германію в 1 см3 ~ 1023. Провідність напівпровідників збільшується з введенням домішок, коли поряд з власною провідністю виникає додаткова домішкова провідність. Примесной провідністю напівпровідників називається провідність, обумовлена наявністю […]...
- Електрорушійна сила (ЕРС) і внутрішній опір джерела Ми прийшли до висновку, що для підтримки постійного струму в замкнутій ланцюга, в неї необхідно включити джерело струму. Підкреслимо, що завдання джерела полягає не в тому, щоб поставляти заряди в електричний ланцюг (в провідниках цих зарядів достатньо), а в тому, щоб змушувати їх рухатися, робити роботу по переміщенню зарядів проти сил електричного поля. Основний характеристики […]...
- Домішкових провідність Найважливішою особливістю напівпровідників є те, що їх питомий опір може бути зменшено на кілька порядків в результаті введення навіть вельми незначної кількості домішок. Крім власної провідності у напівпровідника виникає домінуюча домішкових провідність. Саме завдяки цьому факту напівпровідникові прилади знайшли настільки широке застосування в науці і техніці. Припустимо, наприклад, що в розплав кремнію додано трохи пятивалентного […]...
- Напрямок руху частинок Весь цей час ми говорили про заряджених частинках, не уточнюючи, який знак вони мають. Слід зазначити, що всі позитивні частинки рухаються від позитивного полюса до негативного. Негативні ж частинки навпаки. Однак позитивні і негативні частинки є далеко не у всіх речовинах. Вони є, наприклад, в електролітах, газах і інших речовинах. Однак, у всьому світі, за […]...
- Іонна кристалічна решітка У разі, якщо в вузлах кристала знаходяться заряджені частинки – іони, ми можемо говорити про іонної кристалічній решітці. Як правило, з іонних кристалах чергуються позитивні іони (катіони) і негативні іони (аніони), тому частки в кристалі утримуються силами електростатичного притягання. Залежно від типу кристала і типу іонів, що утворять кристал, такі речовини можуть бути досить міцними […]...
- Електричний струм – фізика Жоден сучасна людина не може обійтися без використання електричного струму. Дане поняття характеризує впорядкований рух зарядів, завдяки чому відбувається їх перенесення з однієї області простору в іншу. Таке впорядкований рух може відбуватися у багатьох речовинах – будь-то тверді тіла, рідини, гази або навіть вакуум. Наприклад, якщо ми візьмемо акумулятор, полюса з’єднаємо провідниками, то почнеться рух […]...
- Електрична провідність різних речовин У цій главі ви познайомитеся з фізичними процесами, які зумовлюють проходження струму в різних середовищах. Як рухаються електрони в металевому провіднику, коли в ньому немає електричного поля? Як змінюється рух електронів, коли до металевому провіднику прикладають напругу? Електричний струм проводять тверді, рідкі та газоподібні тіла. Чим ці провідники відрізняються один від одного? Ми познайомилися з […]...
- Електронні формули іонів Атоми можуть віддавати і приймати електрони. Віддаючи або приймаючи електрони, вони перетворюються в іони. Іони – це заряджені частинки. Надмірна заряд позначається індексом в правому верхньому куті. Якщо атом віддає електрони, то загальний заряд утворилася частки буде позитивний (згадаємо, що число протонів в атомі дорівнює числу електронів, а при віддачі електронів число протонів буде більше […]...
- Електронна провідність металів Електронна провідність металів була вперше експериментально доведена німецьким фізиком Е. Рікке в 1901 році. Через три щільно притиснутих один до одного відполірованих циліндра – мідний, алюмінієвий і знову мідний – тривалий час (протягом року) пропускали електричний струм. Загальний заряд, що пройшов за цей час, дорівнював 3.5 – 106 Кл. Оскільки маси атомів міді й алюмінію […]...
- Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів Як і тверді тіла, рідини можуть бути діелектриками і провідниками. Дистильована вода, наприклад, – діелектрик, а невелика кількість солі, доданої в дистильовану воду, робить її провідником електричного струму – електролітом. Електролітами називаються розчини і розплави солей, основ і кислот, які є провідниками електричного струму. Заряджені частинки, що забезпечують існування електричного струму в електролітах, утворюються в […]...
- Електронна лампа – діод. Вольт-амперна характеристика діода Одностороння провідність використовується в електронних приладах з двома електродами – вакуумних діодах. Сучасний вакуумний діод являє собою балон зі скла або металокераміки, з якого відкачано повітря до тиску 10-6 – 10-7 мм рт. ст. Усередині нього розміщені два електроди (рис. 1). Один з них – катод – має вигляд вертикального металевого циліндра, що покривається зазвичай […]...
- Іонна теорія подразнення В. Ю. Чаговець (1896) запропонував першу дифузійну теорію біоелектричних явищ. Він вважав, що при подразненні або пошкодженні живих тканин в місці збудження або роздратування накопичуються сполуки вуглекислоти. Вуглекислота дисоціює на іони, які з різко різною швидкістю починають рухатися до незміненим ділянкам тканини. У результаті в збудженому тканини накопичується надлишок позитивно заряджених водневих іонів (позитивний заряд), […]...
- Напрямок струму Повернемося до досвіду, зображеного на рис. 72, але приєднаємо кінці проводів, що йдуть до генератора струму, таким чином, щоб провід, що з’єднувався раніше з позитивним полюсом, виявився сполученим з негативним, і навпаки. Ми побачимо, що тільки теплову дію струму (розжарювання лампочки) залишається без змін. Магнітна ж стрілка відхиляється, але в іншу сторону; кисень виділяється на […]...
- Електричний струм в металах Метали у твердому стані мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку, утворюючи просторову (кристалічну) грати. Як вам вже відомо, в будь-якому металі частина валентних електронів залишає свої місця в атомі, в результаті чого атом перетворюється в позитивний іон. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ни-ми рухаються […]...
- Електронно-дірковий перехід – коротко Ізольований кристал n-типу електрично нейтральний, сума позитивних і негативних зарядів у ньому дорівнює нулю. Кількість атомів, що позбулися одного електрона і перетворилися на позитивні іони, суворо дорівнює кількості відірвалися від атомів електронів. Чим вища температура, тим більше утворюється вільних електронів. Позитивні іони знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Також електрично нейтральний і ізольований кристал р-типу. Однак […]...
- Металевий хімічний зв’язок – коротко Число електронів зовнішніх енергетичних рівнів металів невелика, вони легко відриваються від ядра. В результаті такого відриву утворюються іони металу і вільні електрони. Ці електрони називаються “електронним газом”. Електрони вільно переміщаються за обсягом металу і постійно зв’язуються і відриваються від атомів. Будова речовини металу таке: кристалічна решітка є кістяком речовини, а між її вузлами електрони можуть […]...
- Електричний струм. Що таке електричний струм Електричний струм (струм) – це абсолютно точний термін, оскільки в електричному ланцюзі, підключеної до джерела живлення, існує спрямований рух електричних зарядів (електронів) під дією сил електричного поля. Точний також термін “електричне коло”, так як для руху електричних зарядів необхідно мати замкнутий електричний контур (канал) між позитивним і негативним полюсами джерела живлення. Якщо контур обірваний, то […]...
- Природа струму в металах Нам відомо, що атоми речовини складаються з ядер і електронів, які обертаються навколо цих ядер. Електрони притягуються ядрами, і щоб їх “відірвати”, потрібно докласти деяке зусилля. У такому випадку ми будемо мати позитивно заряджене ядро і негативно заряджені електрони. Виходить, що щоб в провіднику з’явився електричний струм, треба вирвати безліч електронів з пут атомів і […]...
- Електричний струм у металах Метали в твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку і утворюють просторову (кристалічну) решітку. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони. Вільні електрони не пов’язані з ядрами своїх атомів. Негативний заряд всіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному […]...
- Чим відрізняється прямий діод від зворотного діода? Діоди часто іменуються “прямими” і “зворотними”. З чим це пов’язано? Чим відрізняється “прямий” діод від “зворотного” діода? Що являє собою “прямий” діод? Діод – це напівпровідник, який має 2 виводу, а саме – анод і катод. Використовується він для обробки різними способами електричних сигналів. Наприклад, з метою їх випрямлення, стабілізації, перетворення. Особливість діода в тому, […]...
- Ідеальний провідник електрики Давайте уявимо ідеальний провідник електрики, де є одні тільки вільні заряди – електрони. В реальності такого провідника не існує, є лише наближення до нього, але уявити такий провайдер електрики цілком можливо. Що ж ми маємо в якості ідеального провідника? Найпростіше його представити як показано на малюнку у вигляді прямокутного бруска, в якому існують вільні електрони. […]...
- Електроліз розчинів і розплавів Електроліз – сукупність окисно-відновних реакцій, які протікають на електродах в розчинах або розплавах при пропущенні через них електричного струму. На катоді: передача електронів катіонів з розчину або розплаву, тому катод є відновником. На аноді: віддача електронів аніонами, тому анод – окислювач. На катодах і аноді можуть протікати конкуруючі реакції. При проведенні електролізу з використанням інертного […]...
- Полярний закон Пфлюгера Пфлюгер (1859) встановив, що при подразненні постійним електричним струмом збудження виникає в момент його замикання або при зростанні його сили в області додатка до раздражаемой тканини негативного полюса – катода, звідки воно поширюється вздовж по нерву або м’язі. У момент розмикання струму або при його ослабленні збудження виникає в області програми позитивного полюса – анода. […]...
- Електронна емісія: визначення Відомо, що в природі все предмети (тіла) складаються з дуже дрібних частинок – атомів. Кожен атом складається з ядра, що має позитивний заряд і електронів, які обертаються навколо атома і мають негативний заряд. Електрони розташовані на різних відстанях від ядра. Ті, що близько до ядра мають з ним сильну зв’язок, сильно притягуються до нього. Ті, […]...
- Струм в електролітах У цій темі завжди використовується так багато хімічних понять, що її слід було б перенести в розділ “Електрохімія”, якби не два “але”. По-перше, жодне переносний пристрій типу плеєра або фотокамери не працює без “батарейок” – сухих гальванічних елементів. Подруге, в деяких підручниках досі можна зустріти фразу типу “під дією електричного струму в електроліті позитивні протони […]...
- Два види заряду Оскільки гравітаційна взаємодія завжди є тяжінням, маси всіх тіл ненегативні. Але для зарядів це не так. Два види електромагнітної взаємодії – притягання і відштовхування – зручно описувати, вводячи два види електричних зарядів: позитивні і негативні. Заряди різних знаків притягуються один до одного, а заряди одного знака один від одного відштовхуються. Це проілюстровано на рис. 3.1; […]...
- Електричний опір і провідність Фізична природа електричного опору. При русі вільних електронів в провіднику вони стикаються на своєму шляху з позитивними іонами 2 (див. Рис. 10, а), атомами і молекулами речовини, з якого виконаний провідник, і передають їм частину своєї енергії. При цьому енергія рухомих електронів в результаті зіткнення їх з атомами і молекулами частково виділяється і розсіюється у […]...
- Різниця потенціалів: визначення Одним з найбільш вживаних у електриків виразів є електрична напруга. В науці його зазвичай називають – різниця потенціалів, а також ще недосвідчені люди кажуть – напруга струму. Загальний сенс у цих назв, в принципі, однаковий. А що означає це поняття? Ось поширена книжкова формулювання: Електрична напруга – це відношення роботи електричного поля зарядів при передачі […]...
- Фізика електричного опору А зараз давайте подумаємо ось про що. Нехай до кінців провідника докладено постійна напруга U. Тоді на вільні заряди провідника діє сила з боку стаціонарного електричного поля. Раз є сила – значить, ці заряди повинні рухатися з прискоренням; швидкість їх спрямованого руху буде збільшуватися, а разом з нею буде зростати і сила струму. Але закон […]...
- Власна провідність напівпровідників До напівпровідників відносять широкий клас речовин, які відрізняються від металів тим, що: А) концентрація рухомих носіїв заряду в них істотно нижче, ніж концентрація атомів; Б) ця концентрація (а з нею і електропровідність) може змінюватися під впливом температури, освітлення, невеликої кількості домішок; В) електричне опір зменшується з зростанням температури. Напівпровідники Власна провідність напівпровідників Відмінність напівпровідників від […]...
- Електризація під дією світла Фотоелектричний ефект. Провідники можуть заряджатися також під дією світла. Явище полягає в тому, що під дією світла електрони можуть вилетіти з провідника в навколишній простір, завдяки чому провідник заряджається позитивно. Це явище отримало назву фотоелектричного ефекту або фотоефекту. На рис. 18 зображений досвід, який в простій формі дозволяє виявити і спостерігати виникнення на провідниках електричного […]...
- Електричні ланцюги Для того щоб використовувати енергію електричного струму, потрібно насамперед мати джерело струму, його енергію використовують у споживачах. Електродвигуни, лампи, плитки, всілякі прилади називають приймачами або споживачами електричної енергії. Електричну енергію потрібно доставити до приймача. Для цього приймач з’єднують з джерелом електричної енергії проводами. Щоб вмикати і вимикати в потрібний час приймачі електричної енергії, застосовують ключі, […]...
- ЕРС. Закон Ома для повного кола Дотепер при вивченні електричного струму ми розглядали спрямований рух вільних зарядів у зовнішньому ланцюзі, тобто в провідниках, приєднаних до клем джерела струму. Як ми знаємо, позитивний заряд q: – йде в зовнішній ланцюг з позитивною клеми джерела; – переміщається в зовнішній ланцюга під дією стаціонарного електричного поля, створюваного іншими рухомими зарядами; – приходить на негативну […]...
- Чим напівпровідники відрізняються від металів Тверді тіла – це метали, напівпровідники і діелектрики. Вони відрізняються один від одного за своїх електронних властивостях. Електропровідність твердих тіл визначається властивостями електронів. Що таке напівпровідники і метали Напівпровідники відносяться до металів, до твердих тіл. До їх числа належать германій, кремній, миш’як і ін, а також різні сплави і хімічні сполуки. Метали – це тверді […]...
- Катодне розпилення Катодне розпилення – це повільне руйнування катода під час газового розряду, причому частки катода у вигляді атомів металу осідають на оточуючих катод частинах розрядної трубки. Катодного розпилення тим інтенсивніше, чим більше молекулярна вага газу і чим більше катодного падіння потенціалу (отже, і швидкості бомбардують катод іонів). Катодного розпилення зменшується з збільшеному тиску газу. Від природи […]...
- Електричний опір провідників. Одиниці опору Включаючи в електричний ланцюг якого-небудь джерела струму різні провідники і амперметр, можна помітити, що при різних провідниках показання амперметра різні, т. Е. Сила струму в цьому ланцюзі різна. Так, наприклад, якщо замість залізного дроту АВ (рис. 70) включити в ланцюг такої ж довжини і перетину нікелінову дріт CD, то сила струму в ланцюзі зменшиться, а […]...
- Несамостійний і самостійний розряд Газовий розряд – процес проходження струму через газ. Газовий розряд отримується під дією іонізатора. Але й без нього він теж може отримуватися. Існує два типи розрядів: Самостійний; Несамостійний. Несамостійний розряд За допомогою деякого іонізатора в газі в кожній одиниці часу утворюється певна кількість заряджених часток: Позитивних іонів; Електронів. При невеликій різниці потенціалів між електродами, в […]...
- Від чого залежить опір Сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на ньому. Це означає, що зі збільшенням напруги збільшується і сила струму. Однак при однаковій напрузі, але використанні різних провідників сила струму різна. Можна сказати по-іншому. Якщо збільшувати напругу, то хоча сила струму і буде збільшуватися, але скрізь по-різному, в залежності від властивостей провідника. Залежність сили струму від […]...