 |
Электрический ток в жидкостях
|
|
|
|
Чистые жидкости не проводят электрический ток, то есть являются диэлектриками, так как каждая из молекул жидкости нейтральна и не перемещается в электрическом поле.
Жидкости, пропускающие электрический ток называются электролитами. Электрический ток в жидкостях образуется в результате направленного движения ионов солей. Явление выделения вещества на электродах при прохождении тока через электролит называется электролизом. На отрицательно заряженном электроде - катоде происходит электрохимическое восстановление частиц (атомов, молекул, катионов), а на положительно заряженном электроде - аноде идет электрохимическое окисление частиц (атомов, молекул, анионов). В 1832 году Фарадей установил, что масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду Q, прошедшему через электролит:
если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток с силой тока I.
Коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества
Второй закон Фарадея гласит: электрохимические эквиваленты различных веществ относятся, как их химические эквиваленты. Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности z. Поэтому электрохимический эквивалент равен:
,
где F — постоянная Фарадея
Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений, диоксида марганца, пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция, электрорафинирование). Электролиз находит применение для очистки сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции, электрофлотации).
|
|
|
Вывод
Таким образом, жидкость - это промежуточное состояние вещества между твердым и газообразным состояниями. Это обуславливает наличие у жидкостей свойств, характерных как для твердого, так и газообразного состояния. Ярким примером состояния вещества, соединяющим свойства жидкого и твердого состояний, являются жидкие кристаллы, широко применяемые в промышленности и технике (жидкокристаллические дисплеи). В связи с этим описание состояния жидкости требует синтеза математических методов, используемых для описания твердого и газообразного состояний, что усложняет и затрудняет доскональное описание многих физико-химических явлений.
В настоящее время многие свойства жидкостей широко используются в промышленности и технике. Например, свойство жидкости повышать давление во всем своем объеме используется в грузоподъемных машинах с гидравлическим приводом. Но необходимо и дальнейшее глубокое изучение теории жидкого состояния вещества. Так, актуальность изучения потока вскипающей жидкости связана с запросами атомной энергетики, с проблемой безопасности энергетических установок.
Особый интерес к изучению физико-химических процессов в жидком состоянии связан с тем, что мы сами на 90% состоим из воды, самой распространенной жидкости на Земле. И все жизненно важные процессы в животном и растительном мире происходят в жидкости, а именно в воде. Поэтому изучение этого состояния вещества важно и актуально для всех людей.
Испарение вещества
Испарение вещества происходит при его нагревании. При нагревании вещества кинетическая энергия его атомов и молекул возрастает и становится достаточной для того, чтобы они оторвались от поверхности и распространились в окружающем пространстве. С повышением температуры энергия увеличивается и количество молекул, отрывающихся от поверхности, возрастает.
|
|
|
Твердые вещества обычно при нагревании расплавляются, а затем переходят в газообразное состояние. Некоторые вещества переходят в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс называется сублимацией.
Температуру, при которой давление паров вещества над его поверхностью составляет 10-2 мм рт. ст., называют температурой испарения вещества.
Скорость испарения вещества определяется количеством вещества, испаряемого с единицы площади в I сек, и выражается формулой
(1)
где Vисп - скорость испарения, г/ (см2сек); рs - давление насыщенного пара (10-2 мм рт. ст.); М - молекулярный вес испаряемого вещества, г/моль; Т - температура испарения вещества, К.
В табл.1 приведены значения температуры плавления, кипения и испарения, а также давления паров и скорости испарения некоторых материалов.
Формула (1) для определения скорости испарения справедлива для так называемого молекулярного режима
|
|
|
