Номер 4, страница 13, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Как отличается по своей природе электропроводность металлов и электролитов?

Решение:

Электропроводность, то есть способность вещества проводить электрический ток, и в металлах, и в электролитах обусловлена направленным движением заряженных частиц под действием электрического поля. Однако природа этих частиц, механизм их движения и сопутствующие явления в этих двух классах проводников принципиально различны.

Электропроводность металлов

В металлах носителями электрического заряда являются свободные электроны. Строение металла представляет собой кристаллическую решетку, в узлах которой находятся положительно заряженные ионы, а между ними хаотично движется большое количество электронов, которые отделились от атомов и стали общими для всего кристалла (так называемый "электронный газ").

Когда к металлическому проводнику прикладывается электрическое поле, свободные электроны начинают двигаться упорядоченно в направлении, противоположном вектору напряженности поля. Это направленное движение электронов и является электрическим током. Важно отметить, что сами ионы кристаллической решетки остаются на своих местах, совершая лишь тепловые колебания. Поэтому прохождение тока через металл не сопровождается переносом вещества и изменением его химического состава. С повышением температуры колебания ионов в узлах решетки усиливаются, что создает больше препятствий для движения электронов, поэтому электропроводность металлов уменьшается (сопротивление растет).

Электропроводность электролитов

Электролитами называют растворы или расплавы солей, кислот и щелочей. В этих веществах носителями заряда являются не электроны, а положительно и отрицательно заряженные ионы (катионы и анионы). Они образуются в результате процесса электролитической диссоциации — распада молекул на ионы, например, поваренная соль $NaCl$ в воде распадается на катион натрия $Na^+$ и анион хлора $Cl^-$.

При помещении в электролит электродов, подключенных к источнику тока, ионы начинают двигаться направленно: положительные катионы движутся к отрицательному электроду (катоду), а отрицательные анионы — к положительному электроду (аноду). Это встречное движение ионов двух знаков и представляет собой электрический ток в электролитах. В отличие от металлов, прохождение тока через электролит всегда сопровождается переносом вещества. На электродах происходят химические реакции (электролиз), в результате которых вещества, из которых состоят ионы, выделяются в чистом виде или вступают в реакции. С повышением температуры подвижность ионов в растворе или расплаве увеличивается, что приводит к увеличению электропроводности электролитов.

Ответ:

Природа электропроводности металлов и электролитов отличается по трем ключевым пунктам:

1. Носители заряда: в металлах это свободные электроны ($e^-$), в электролитах — положительные и отрицательные ионы.

2. Перенос вещества: в металлах прохождение тока не сопровождается переносом вещества, а в электролитах ток — это и есть перенос вещества (ионов), который приводит к химическим превращениям на электродах (электролизу).

3. Зависимость от температуры: с ростом температуры электропроводность металлов падает, а электропроводность электролитов, как правило, возрастает.