Фарадей изучает электролиз

В начале XIX века свой вклад в электрохимию вносит и Фарадей. Впервые он вводит понятия: электролит, электрод, электролиз, анод, катод, ион, анион, катион, которые стали научными терминами и широко используются и в наши дни. По мнению Фарадея, электролиты – это вещества, которые в водном растворе распадаются (диссоциируют) на положительные и отрицательные ионы (катионы и анионы). Он считал, что такой распад возможен только под действием электрического тока.

При изучении электролиза Фарадей столкнулся с двумя различными процессами, протекающими одновременно: физическим (прохождением электрического тока через электролит) и химическим (разложением электролита). Фарадей поставил перед собой задачу установить связь между этими явлениями. В 1833 г. он открыл законы электролиза. О них шла речь в начале нашего рассказа.

Усилия многих ученых после открытия Фарадея были направлены на изучение электропроводимости растворов. Еще Вольта, исходя из свойства растворов проводить электрический ток, назвал их проводниками второго рода (проводниками первого рода называют металлы). Русский физик А. Савельев в 1853 г. установил существование зависимости электропроводимости раствора от температуры и концентрации электролита. Он определил, что, в отличие от металлов, в растворах электролитов с повышением температуры растет электропроводимость.

Немецкий физик и химик В. Гитторф всесторонне изучал движение ионов в растворах электролитов. За десять лет он провел множество опытов с целью определить скорости движения ионов, входящих в состав многих солей, кислот и оснований. Гитторф экспериментально доказал, что при протекании электрического тока в растворах электролитов катионы движутся к катоду, а анионы к аноду. Он установил, что ионы перемещаются с разными скоростями. Впервые в его работах была высказана мысль, что «появление ионов не есть результат действия электрического тока» и что «ионы электролита слабо соединены в молекулах». Идеи Гитторфа были очень смелыми и не поддерживали общепринятых в то время представлений об электролизе, ведь даже такие известнейшие ученые как Дэви, Де ла Гив, Фарадей считали, что разложение электролита на ионы происходит только под действием электрического тока.

В 1857 г. в сочинении «О прохождении электричества через электролиты» Р. Клаузиус рассматривает эту проблему по-новому. По его мнению, при тепловом движении между молекулами происходят столкновения, которые приводят к распаду их на ионы, которые в течение некоторого времени существуют самостоятельно, а потом вновь объединяются в молекулы. С повышением температуры увеличивается скорость движения молекул, растет число столкновений, число ионов увеличивается, а следовательно растет электропроводимость раствора. Теорию Клаузиуса ученые признали быстро, но при интерпретации экспериментальных результатов возникали затруднения. Она не могла объяснить, почему легче всего распадаются на ионы молекулы тех соединений, которые, как тогда считалось, состоят из элементов с наибольшим сродством друг к другу. Ведь при соединении этих элементов в вещества выделяется наибольшее количество теплоты и связи должны быть самыми прочными. Поскольку на этот вопрос теория Клаузиуса ответить не могла, очень скоро она была забыта. Для объяснения результатов своих экспериментов электрохимики все еще предпочитали использовать теорию Гротгуса.

Полезный сайт: поставщик "MrPlomb" - пломбы на счетчики воды. Акции и скидки! Спешите!


Полезное чтиво:
Явление электролитической диссоциации
Почему именно электролиты проводят электрический ток?
Концентрация или активность?
Растворение электролитов в воде
Электролиз
Явление электролиза в водных растворах