Номер 14.12, страница 66 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 14. Электрический ток. Действия электрического тока - номер 14.12, страница 66.

Условие.

14.12. Приведите примеры химического действия тока.

Решение.

Решение

Химическое действие тока — это совокупность окислительно-восстановительных реакций, которые происходят на электродах при прохождении электрического тока через расплавы или растворы электролитов (веществ, проводящих ток за счет движения ионов). Этот процесс называется электролизом и лежит в основе многих технологий. Ниже приведены основные примеры.

Гальваностегия (нанесение металлических покрытий)

Этот процесс используется для покрытия поверхности одного изделия тонким слоем другого металла. Целями могут быть защита от коррозии (например, цинкование стали), придание декоративного вида (позолота, серебрение) или специальных свойств (хромирование для повышения твердоosti). Изделие, которое покрывают, помещают в ванну с раствором соли металла покрытия и подключают к отрицательному полюсу источника тока (делают катодом). На нем происходит восстановление ионов металла из раствора. Например, при серебрении ложки в растворе нитрата серебра ($AgNO_3$) на катоде (ложке) идет реакция: $Ag^+ + e^- \rightarrow Ag$.

Электрометаллургия (получение металлов)

Электролиз является основным или единственно возможным способом получения многих активных металлов. Например, алюминий производят электролизом расплава оксида алюминия ($Al_2O_3$) в криолите. Также электролизом получают натрий, калий, магний, кальций из расплавов их солей (хлоридов). Реакция получения алюминия на катоде: $Al^{3+} + 3e^- \rightarrow Al$.

Электролитическое рафинирование металлов

Для получения металлов очень высокой чистоты, например, меди, применяют электролитическую очистку (рафинирование). Пластины из неочищенной (черновой) меди служат анодом, а тонкие листы из чистой меди — катодом. В процессе электролиза анод растворяется, а на катоде осаждается чистая медь. Примеси, содержащиеся в аноде, либо остаются в растворе, либо выпадают в осадок (электролитический шлам), который часто содержит ценные металлы, например, золото и серебро.

Получение химических продуктов

Многие важные химические вещества в промышленности получают с помощью электролиза. Классическим примером является хлор-щелочной процесс — электролиз водного раствора поваренной соли ($NaCl$). В результате этого процесса получают три ценных продукта: газообразный хлор ($Cl_2$), газообразный водород ($H_2$) и раствор гидроксида натрия ($NaOH$, или каустическая сода). Суммарное уравнение: $2NaCl + 2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2NaOH + H_2\uparrow + Cl_2\uparrow$.

Электролиз воды

При пропускании тока через воду (слегка подкисленную или подщелоченную для электропроводности) она разлагается на водород и кислород. Этот процесс используется для получения очень чистого водорода и кислорода. Водород выделяется на катоде, а кислород — на аноде. Реакция: $2H_2O \rightarrow 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$.

Зарядка аккумуляторов

Аккумуляторы (вторичные химические источники тока) работают за счет обратимых химических реакций. Во время разряда химическая энергия преобразуется в электрическую. Процесс зарядки — это, по сути, электролиз, при котором под действием внешнего источника тока реакции протекают в обратном направлении, и электрическая энергия преобразуется обратно в химическую, восстанавливая заряд аккумулятора. Это относится ко всем типам аккумуляторов: свинцово-кислотным, литий-ионным, никель-кадмиевым и другим.

Ответ: Примерами химического действия тока являются: гальваностегия (нанесение покрытий, например, хромирование), электрометаллургия (получение алюминия), рафинирование металлов (очистка меди), производство химических веществ (хлора и щелочи), электролиз воды (получение водорода и кислорода) и зарядка аккумуляторов.