Номер 1, страница 398 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 119. Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза. Глава 16. Электрический ток в различных средах - номер 1, страница 398.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Различие в переносе вещества при прохождении электрического тока по металлическому проводнику и по раствору электролита обусловлено фундаментальной разницей в природе носителей заряда в этих средах.

В металлических проводниках носителями электрического заряда являются свободные электроны. Структура металла представляет собой кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы, а между ними движется так называемый «электронный газ». Когда к проводнику прикладывается электрическое поле, свободные электроны начинают упорядоченно двигаться, создавая электрический ток. При этом ионы металла остаются в узлах кристаллической решетки, совершая лишь тепловые колебания. Таким образом, происходит перенос электрического заряда (электронов), но не перенос вещества (атомов металла). Масса и химический состав проводника не изменяются.

В растворах электролитов носителями электрического заряда являются положительно и отрицательно заряженные ионы — катионы и анионы. Электролиты (например, соли, кислоты, основания) при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы. Например, хлорид натрия ($NaCl$) диссоциирует на катионы натрия ($Na^{+}$) и анионы хлора ($Cl^{-}$). Под действием электрического поля, создаваемого в растворе электродами, ионы приходят в направленное движение:

• Положительно заряженные катионы (например, $Cu^{2+}$, $H^{+}$) движутся к отрицательному электроду — катоду.
• Отрицательно заряженные анионы (например, $Cl^{-}$, $SO_{4}^{2-}$) движуются к положительному электроду — аноду.

Поскольку ионы являются атомами или группами атомов, обладающими массой, их упорядоченное движение и представляет собой перенос вещества. На электродах ионы разряжаются (отдают или принимают электроны), превращаясь в нейтральные атомы или молекулы. Этот процесс, называемый электролизом, приводит к выделению вещества на электродах. Например, при электролизе раствора сульфата меди ($CuSO_{4}$) на катоде осаждается металлическая медь.

Ответ: В растворе электролита перенос заряда осуществляется ионами — массивными частицами вещества, поэтому ток сопровождается переносом вещества. В металлах носителями заряда являются легкие электроны, движущиеся сквозь неподвижную кристаллическую решетку ионов, поэтому переноса вещества не происходит.