A folyadékban történő áramlás és vegybontás magyarázata

1. Tudjuk, hogy a fémekben az elektromos áram nem más, mint a szabad elektronok mozgása.

A folyadékokban nem így történik az áramlás. Lássuk a rézgálicoldat esetét, a rézgálic-molekula összetétele CuSO4. Ez annyit jelent, hogy a rézgálic-molekulában van egy réz- (kuprum-) atom, egy kén- (szulfur-) atom ás négy oxigén-atom. Ez a molekula semleges, természetes állapotban van, kifelé nem mutat elektromos töltést.


Az ionok az ellenkező töltésű elektródok felé vándorolnak

De más lesz a helyzet, ha a rézgálicot a vízben feloldjuk. Ekkor a rézgálic-molekulák egy része kétfelé bomlik. Az egyik rész a Cu (réz), a másik az SO4. Az érdekes és fontos körülmény az, hogy a réz pozitív, az SO4 pedig negatív töltésű. Ionok keletkeznek.
Ha tehát sót vagy savat (pl. kénsavat, H2SO4) oldunk a vízben, az oldott anyag molekuláinak egy része két részre válik (disszociálódik). Az egyik rész pozitív töltésű, ez a pozitív ion (pl. Cu2+) a másik rész negatív töltésű, ez a negatív ion (pl. SO42-).

Mindig a fémek és a hidrogén ionjai pozitívak. Ha tehát az elektródokat áramforrással kötjük össze, a pozitív ionok (H és a fémek) a negatív lemez, a katód felé vándorolnak. Az ionok a folyadékban igen lassan mozognak, percenként 1 mm utat sem tesznek meg. A folyadékokban tehát a negatív ionok hordozzák az elektronokat, amelyek a fémekben szabadon mozognak.

A pozitív ionokon (pl. a rézionon) elektronhiány van. Amikor a negatív elektródhoz érnek, felvesznek annyi elektront, amennyi a természetes állapothoz szükséges, és vagy rárakódnak az elektródra (mint a réz), vagy pedig gázállapotban felszállnak (mint a hidrogén).

A negatív töltésű ion a pozitív elektródhoz vándorol, ott leadja fölös számú elektronjait, és kiválik. Igen gyakori a másodlagos folyamat, amikor ez a negatív ion - rendszerint savmaradék - az anóddal vagy az oldószerrel vegyületet képez. Például a víz elektrolízisekor az SO4 savmaradék a vízmolekula hidrogénjével kénsavat alkot, és oxigén szabadul fel.


Az anódon savmaradék vagy oxigén válik ki.

2. Az áramerősség mérése. A kísérletek szerint

1 amper áram 1 másodperc alatt 0,33 milligramm rezet vagy 1,118 milligramm ezüstöt választ ki.

Ennek alapján egy ismeretlen áramerősség mérhető.

Például az ábrán látható kísérletünkben az áram rézgálicoldaton haladt keresztül, és a negatív sarokkal összekötött szénrúdra réz rakódott le. Az áramot 10 percig vezettük az oldaton keresztül. A szénrúd súlya a rárakódott réztől 19,8 milligrammal lett nagyobb. Ezt mérleggel állapítjuk meg. Mekkora az áram erőssége?

10 perc = 600 másodperc alatt kivált 19,8 milligramm réz.
1 másodperc alatt 19,8 : 600=0,033 mg réz vált ki.

Mivel 1 amper áram. 1 másodperc alatt 0,33 milligramm rezet választ ki, kísérletünkben másodpercenként ennél 10-szer kevesebb réz rakódott le a szénrúdra, ezért az áram erőssége 0,1 amper.


Felhasznált irodalom