Номер 1, страница 234 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 57. Опыты с катодными лучами. Открытие электрона. Вспомните - номер 1, страница 234.

Условие.

Что такое электролиз?

Решение.

Электролиз — это физико-химический процесс, представляющий собой окислительно-восстановительную реакцию, которая протекает на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Электролиты — это вещества (соли, кислоты, основания), которые в расплавленном или растворенном состоянии распадаются на ионы (положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы) и способны проводить электрический ток.

Процесс проводят в электролитической ячейке (электролизёре), содержащей электролит и два электрода, подключенных к источнику постоянного тока.

Ключевые компоненты и процессы
- Катод — это отрицательно заряженный электрод, к которому движутся положительно заряженные ионы (катионы). На катоде происходит процесс восстановления, то есть присоединение электронов катионами или молекулами растворителя.
Пример: восстановление ионов меди из раствора сульфата меди: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$
- Анод — это положительно заряженный электрод, к которому движутся отрицательно заряженные ионы (анионы). На аноде происходит процесс окисления, то есть отдача электронов анионами или молекулами растворителя.
Пример: окисление хлорид-ионов из расплава хлорида натрия: $2Cl^- - 2e^- \rightarrow Cl_2^0$

Законы электролиза Фарадея
Количественные аспекты электролиза описываются объединенным законом Фарадея, который устанавливает прямую пропорциональность между массой вещества ($\text{m}$), выделившегося на электроде, и количеством электричества (зарядом, $\text{q}$), прошедшего через электролит.
Формула закона:
$m = \frac{M \cdot I \cdot t}{z \cdot F}$
где:
$\text{M}$ — молярная масса вещества (г/моль);
$\text{I}$ — сила тока (А);
$\text{t}$ — время электролиза (с);
$\text{z}$ — число электронов, участвующих в электродном процессе для одной частицы вещества (эквивалентное число);
$\text{F}$ — постоянная Фарадея ($F \approx 96485$ Кл/моль).

Применение электролиза
Электролиз широко используется в различных отраслях промышленности:
- Электрометаллургия: промышленное получение активных металлов, таких как алюминий, натрий, магний, кальций.
- Электролитическое рафинирование: очистка металлов (например, черновой меди) от примесей для получения продукта высокой чистоты.
- Гальванотехника: включает гальваностегию (нанесение тонких защитных или декоративных металлических покрытий, например, хромирование, никелирование, позолота) и гальванопластику (создание точных металлических копий предметов).
- Химическая промышленность: производство важных химических продуктов, таких как хлор, гидроксид натрия (каустическая сода), водород и кислород (электролизом воды).

Ответ: Электролиз — это окислительно-восстановительный процесс, инициируемый электрическим током, в ходе которого на электродах, погруженных в раствор или расплав электролита, происходит выделение составных частей этого вещества или продуктов их реакций. Он является основой многих промышленных технологий, включая получение и очистку металлов, нанесение покрытий и синтез химических веществ.