PRĄD ELEKTRYCZNY W
CIECZACH.
PRĄD ELEKTRYCZNY W
CIECZACH.
CIECZ
Ciecz –
– pośredni
między
a
, w
którym
trudno zmienia
, a łatwo zmienia kształt.
Własności cieczy wynikają z zachowania
się jej
:
- .....
- .....
DYSOCJACJA ELEKTROLITYCZNA (1)
Dysocjacja elektrolityczna to
rozpadu cząsteczek
pod wpływem
, np.
– NaHCO3 → Na+ + HCO3-
Dysocjacji elektrolitycznej w
ulegają prawie wszystkie rozpuszczalne
, wszystkie
Dodatnie jony – katjony
Ujemne jony - anjony
DYSOCJACJA ELEKTROLITYCZNA
(2)
NaCl Na
+
+ Cl
-
,
NaOH Na
+
+ OH
-
,
H2SO
4
H
+
+HSO
4
-
2 H
+
+SO
4
- -
.
Dysocjacja
elektrolityczna (3)
Dysocjacja
elektrolityczna (3)
Prawa elektrolizy
Faradaya
• Prawa elektrolizy Faradaya to dwa prawa
sformułowane przez
w
r.:
• 1.
Masa substancji wydzielonej
podczas
,
który przepłynął przez
• 2. Ładunek Q potrzebny do wydzielenia lub wchłonięcia
masy m jest dany zależnością
• gdzie:
• F -
9,648..10
4
C/mol (w
kulombach/mol)
(bezwymiarowe)
– M -
jonu (w kilogram/mol).
M
Fmz
Q
ZASTOSOWANIE ELEKTROLIZY
-pokrywa się powierzchnię jednego
metalu cieńką warstwą drugiego metalu
(galwanostiegia) (niklowanie,
chromowanie, pozłacanie i e.t.c..) ….
-w tworzeniu kopii obrazów
(galwanoplastyka) ..
-oczyszczanie metali od domieszek ...
-otrzymywanie glinu ....
OGNIWO GALWANICZNE
Ogniwo galwaniczne – ogniwo, w którym
źródłem prądu są reakcje chemiczne
zachodzące między
, a
.
Dwie elektrody zanurzone w elektrolicie
(półogniwa) tworzą ogniwo galwaniczne.
Różnica potencjałów elektrod gdy przez
ogniwo nie płynie prąd jest równa
ogniwa (SEM
W
roku fizjolog
badając żabie
udka zauważył, że po podłączeniu do maszyny
elektrostatycznej kurczą się one.
Potencjały metal - elektrolita
Ogniwo Daniella
Ogniwo Daniella -
, w którym pierwsze
stanowi
zanurzona w
ZnSO
4
, a drugie
elektroda
zanurzona w
roztworze
CuSO
4
Ogniwo Leclanchégo (1)
Ogniwo Leclanchégo –
najpopularniejsze
ogniwo galwaniczne
występujące
powszechnie w handlu
np. jako popularne tzw.
baterie paluszki (o
napięciu 1,5
) lub
(o
– trzy
ogniwa
).
Przykładowa konstrukcja
ogniwa:
1 - zbiornik
2 - porowaty pojemnik ze
sproszkowanym
3 - roztwór
4 -
5 - elektroda
Ogniwo Leclanchégo (2)
Bateria cynkowa
1 - metalowe wieczko (+)
2 - grafitowy pręt (dodatnia elektroda)
3 - cynkowy pojemnik (ujemna
elektroda)
4 - tlenek manganu(IV)
5 - wilgotna pasta chlorku amonu
(elektrolit)
6 - metalowe denko (-)
Akumulator elektryczny (1)
Akumulator elektryczny – rodzaj
,
które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane
. Wszystkie rodzaje akumulatorów
elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię
elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym
zachodzącym w
oraz na styku elektrolitu i
Akumulator kwasowo-ołowiowy – rodzaj
, opartego na
zbudowanych z elektrody
, elektrody z
(PbO
2
) oraz ok. 37% roztworu
wodnego
, spełniającego rolę
.
•
wykonanej z metalicznego ołowiu - (-) - w trakcie
poboru prądu i (+) w trakcie ładowania
•
wykonanej z PbO2 - (+) - w trakcie poboru prądu i (-)
w trakcie ładowania
• elektrolitu - którym jest wodny, ok. 37% roztwór kwasu
siarkowego z rozmaitymi dodatkami
Akumulator elektryczny (1)
Akumulator zasadowy - rodzaj
. Pierwszy tego typu
akumulator - niklowo-żelazowy (Ni-Fe) został
skonstruowany w
roku przez szwedzkiego
naukowca Waldemara Jungnera
Akumulator niklowo-
kadmowy (NiCd lub Ni-Cd)
– rodzaj
, w
którym
wykonane
są z
NiO(OH) (
) i
metalicznego
(
).
Akumulator litowo-jonowy (Li-Ion)
(1)
Akumulator litowo-jonowy (Li-Ion)
to urządzenie gromadzące i
oddające energię elektryczną, w
którym jedna z elektrod jest
wykonana z porowatego węgla, a
druga z tlenków metali, zaś rolę
elektrolitu pełnią złożone
chemicznie sole litowe
rozpuszczone w mieszaninie
organicznych rozpuszczalników.
Akumlatory tego typu produkują
3,6V na ogniwo.
Akumulator litowo-jonowo-
polimerowy (oznaczany LiPo lub
Li-Poly) – rodzaj akumulatora do
budowy którego wykorzystywane
są stopy metalicznego litu oraz
polimery przewodzące. W
działaniu jest podobny do
akumulatora litowo-jonowego.
Akumulator litowo-jonowy (Li-
Ion) (2)
PORÓWNANIE PARAMETRÓW
AKUMULATORÓW
• (kwasowe) U (V)
Ciklay (n)
•
(+)PbO
2
– H2SO
4
) – Pb (-) 2,0-1,8-– 10-30 Wh/kg – 200 –
500
• (zasadowe)
• Kadmio-nikeliowy
•
(+)NiOOH (KOH) Cd (-) ..1,3-1,0 - 25-30 Wh/kg 1Kc – 3Kc
• Srebrno cinkowy
•
(+)Ag
2
O (KOH) Zn (-) ..1,5-1,3 - 100-120 Wh/kg 20 – 100
• Srebrno cinkowy
•
(+)Ag
2
O (KOH) Cd (-) ..1,1-0,9 - 60-70 Wh/kg 50 – 500
• Li – ion
•
(+)LiNiO
2
(LiPF
6
) C (-) 3,0 – 3,6 130 Wh/kg ~ 3000
• Li – ion polimerowy ~ 3000
•
LiNiO
2
podobne parametry jak i Li - ion (temperaturowe
charakteristiki gorsze niż Li – ion.
ZASTOSOWANIE ELEKTROLIZY
-pokrywa się powierzchnię jednego
metalu cieńką warstwą drugiego
metalu (galwanostiegia) (niklowanie,
chromowanie, pozłacanie i e.t.c..)
-w tworzeniu kopii obrazów
(galwanoplastyka) ...
-oczyszczanie metali od domieszek ...
-otrzymywanie glinu ....
Ciekłe kryształy (1)
Ciekłe kryształy – nazwa fazy pośredniej
między
i
, którą
charakteryzuje zdolność do płynięcia,
charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie
dalekozasięgowe uporządkowanie tworzących
ją
, podobnie jak to ma miejsce w
.
W trakcie badań biologicznych w
r.
zupełnie przez przypadek
odkrył
Wyświetlacz ciekłokrystaliczny,
LCD (
Liquid Crystal Display) (2)
W
cząsteczki są ściśle uporządkowane
i nie mają w ogóle swobody ruchu.
W
jest odwrotnie –
cząsteczki mają pełną swobodę
przemieszczania się w obrębie
objętości
są w żaden sposób
dalekozasięgowo uporządkowane
Wyświetlacz ciekłokrystaliczny,
LCD (3) (budowa jednego pikselu)