Презентация на тему "электрический ток в жидкостях". Презентация по физике на тему "электрический ток в жидкостях" Закономерности протекания тока в проводящих жидкостях презентация

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока с применением презентации является формирование понятий “электролиты, электрическая диссоциация, степень диссоциации”; рассмотрение явления электролиза, вывод закона Фарадея; применение электролиза в технике.

Тема урока: “Электрический ток в жидкостях”.

Цель урока :

1. А) Ввести определение понятий:

Электролиты;

Электрическая диссоциация;

Степень диссоциации.

Б) Рассмотреть явление электролиза. Закон Фарадея.

2. Развитие наблюдательности, расширение кругозора.

3. Воспитание интереса к изучаемому предмету.

Оборудование: мультимедийным проектор, компьютер, интерактивная доска, презентация (Приложение 1).

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ход урока

I. Актуализация знаний (сообщение темы, цели и задач урока). (Слайд 2, 3)

II. Изучение нового материала.

А) Вопросы:

1) Какие тела являются проводниками электрического тока?

2) Какой проводимостью обладают жидкие металлы?

В растворах и расплавах электролитов (солей, кислот и щёлочей) перенос зарядов под действием электрического поля, осуществляется “+” и “-” ионами, которые движутся в противоположных направлениях.

Электролиты – это вещества, растворы и расплавы которых обладают ионной проводимостью. (Слайд 4)

Вопрос: Почему при растворении в воде твердый полярный диэлектрик становится проводником электрического тока? (Слайд 5)

Для того, чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим процесс растворения в воде СuCl 2 .

(Объяснение: В таком кристалле в узлах простой кубической решетки располагаются +ионы Cu и – ионы Cl.

При погружении кристалла CuCl 2 в воду отрицательные полюса ОН молекул воды начинают притягиваться кулоновскими силами к положительным ионам Cu, к отрицательным ионам Cl молекулы воды поворачиваются своим положительным полюсом H.

Преодолевая силы притяжения между ионами Cu + и Cl - , электрическое поле полярных молекул воды отрывает ионы с поверхности кристалла)

Вывод: в растворе появляются свободные носители - Cu + и Cl - , которые окружены полярными молекулами воды.

Данное явление называется электрической диссоциацией (от латинского слова – разъединение). (Слайд 6)

Электрическая диссоциация – расщепление молекул электролита на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя.

Вопрос: От каких параметров зависит растворимость вещества? (От температуры)

Степень диссоциации – отношение числа молекул, диссоциировавших на ионы, к общему количеству молекул данного вещества.

Рекомбинация – процесс объединения ионов разных знаков в нейтральные молекулы.

Б) При ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества. На электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролитов. (Слайд 7)

При создании в электролите внешнего эл.поля возникает направленное движение ионов. Хлорид меди в водном растворе диссоциирует на ионы меди и хлора.

К “-” электроду (катоду) притягиваются “+” ионы меди (катионы), а к “+” электроду (аноду) - “-” ионы хлора (анионы).

Достигнув катода, ионы меди нейтрализуются избыточными электронами, которые находятся на катоде – в результате образуются нейтральные атомы меди, которые оседают на катоде.

Ионы хлора отдают на аноде по одному избыточному электрону, превращаясь в нейтральные атомы хлора, соединяясь попарно атомы хлора образуют молекулу хлора, которые выделяются на аноде в виде пузырьков газа.

Процесс выделения на электродах вещества, связанный с окислительно-востановительной реакцией – называется электролизом. (Слайд 8)

(Явление электролиза было открыто в 1800 г. анг. физиками У.Никольсом и А.Карлейлем)

От чего зависит масса вещества, выделившегося на электродах за определённое время?

Закон электролиза (Закон Фарадея). (Слайд 9).(Сообщение учащегося)

Исследования в области электричества, магнетизма, магнитооптики, электрохимии. открыл явление электромагнитной индукции и установил её законы. Эксперименты по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей стали результатом открытия законов электролиза (законы Фарадея). Ввёл понятие поля и употребил термин “магнитное поле”. Впервые получил в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. . Положил начало исследованиям натурального каучука. Показал возможность фотохимического хлорирования этилена. Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Имя Фарадея вошло в систему электрических единиц в качестве единицы электрической емкости.

Вопросы?(Слайд 10)

1. Как найти массу вещества, выделившегося на электродах?

2. Как найти массу одного иона?

3. Как найти число ионов?

4. Как найти заряд одного иона? (n – валентность)

Масса вещества, выделившегося на электроде за время при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна силе тока и времени. (Данное утверждение было получение в 1833 г., английским физиком Майклом Фарадеем и носит название закон Фарадея ).

K – электрохимический эквивалент вещества (зависит от молярной массы вещества “М” и валентности “n”)

Физ. смысл k – численно равен массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.

N a *e=F – постоянная Фарадея. (Слайд 12)

Физ.смысл F - численно равна заряду, который надо пропустить через раствор электролита, чтобы выделить на электроде 1 моль одновалентного вещества.

В) Применение электролиза в технике (сообщение учащегося). (Слайд 13)

Гальваностегия - декоративное или антикоррозийное покрытие металлических изделий тонким слоем другого металла (никелирование, хромирование, омеднение, золочение).
Гальванопластика - электролитическое изготовление металлических копий, рельефных предметов. Этим способом были сделаны фигуры для Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге.
Электрометаллургия-получение чистых металлов при электролизе расплавленных руд (Al, Na, Mg, Be).
Рафинирование металлов - очистка металлов от примесей. (Слайд 14–17)

Г) Поведение итогов урока.

1. Какие вещества называются электролитами?

2. Дайте определение:

электрической диссоциации;

степени диссоциации;

рекомбинацией.

3. Какой процесс называется электролизом? Кто и когда открыл?

4. Сформулируйте закон Фарадея?

5. Физический смысл электрохимического эквивалента вещества и постоянной Фарадея.

Домашнее задание: §§ 122-123, упр. 20 (4, 5). (Слайд 18)

Список литературы

1. Учебное электронное издание “Интерактивный курс физики для 7-11 классов”, “Физикон”, 2004 г.

2. “Открытая физика 1.1”, ООО “Физикон”, 1996-2001, под редакцией профессора МФТИ С.М. Козелла.

3. “Библиотека электронных наглядных пособий. Физика 7-11 класс”, ГУ РЦ ЭМТО, “Кирилл и Мефодий”, 2003 г.

Слайд 2

Слайд 3

Методы урока Проблемно-диалогический с применением информационно-коммуникационных технологий, элементов мозгового штурма, демонстрационных опытов и составление опорного конспекта

Слайд 4

Математика - построение графиков, преобразование формул, расчёты. Межпредметная связь Химия – электролитическая диссоциация, электролиз

Слайд 5

Основные этапы урока

Организационный момент Актуализация знаний. Мозговой штурм Мотивация. Демонстрационный опыт Постановка проблемы Побуждающий диалог. Поиск и решение проблемы Демонстрационный эксперимент. Интеграция в область химии. Подводящий диалог Систематизация и обобщение знаний Поиск информации в сети Интернет Закрепление знаний Домашнее задание

Слайд 6

Ответьте на вопросы

На какие группы делят все вещества по проводимости электрического тока? Приведите примеры самых лучших проводников электрического тока. Какими частицами обусловлен ток в металлах? Изменится ли электропроводность металла, если его нагреть? Изменится ли электропроводность металла, если его расплавить? Какие вам известны жидкости, проводящие электрический ток, кроме расплавленных металлов?

Слайд 7

Проводит ли электрический ток вода?

Слайд 8

Вопросыдля исследования Как зависит сопротивление электролита от температуры, геометрических параметров электролита?Почему чистая вода не проводит, а раствор соли проводит электрический ток?Чем обусловлен электрический ток в растворе соли?

Слайд 9

Жидкости хорошо проводящие электрический ток Электролиты Растворы солей Растворы щелочей Растворы кислот

Слайд 10

При опускании в раствор медного купороса разноимённо заряжённых электродов возникает направленное движение ионов. Сульфат меди в водном растворе диссоциирует на ионы меди и кислотного остатка.

Слайд 11

Слайд 12

Процесс выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита, при протекании через его раствор (или расплав) электрического тока, называют электролизом Электролиз имеет широкое техническое применение.Где применяют электролиз?На этот вопрос надо подготовить ответ, используя Интернет.

Слайд 13

От чего зависит масса, выделенного на электроде вещества?

Электролитическая диссоциация - расщепление молекул на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя. При сближении ионов разных знаков возможна их рекомбинация (объединение) в одну молекулу

Слайд 14

Майкл Фарадей - великий английский учёный, творец общего учения об электромагнитных явлениях

Майкл Фарадей в 1833 году экспериментально установил закон электролиза. Им были введены общепринятые теперь термины: электрод, катод, анод, электролит, электролиз.

Слайд 15

Выполните тестовые задания

I. Укажите неверный ответ 1. Жидкости могут быть диэлектриками, проводниками, полупроводниками. 2. Все жидкости являются электролитами. 3. Растворы солей, щелочей, кислот и расплавленные соли, обладающие электрической проводимостью, называются электролитами. II. Электролитической диссоциацией называется... III. Рекомбинацией называется … IV. Электролизом называется … 1. процесс выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита. 2. объединение ионов разных знаков в нейтральные молекулы. 3. образование положительныхи отрицательных ионов при растворении веществ в жидкости. V. С увеличением температуры электролита его электропроводность … 1. увеличивается. 2. уменьшается. 3. не изменяется.

Посмотреть все слайды

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Основные этапы урока Организационный момент Актуализация знаний. Мозговой штурм Мотивация. Демонстрационный опыт Постановка проблемы Побуждающий диалог. Поиск и решение проблемы Демонстрационный эксперимент. Интеграция в область химии. Подводящий диалог Систематизация и обобщение знаний Поиск информации в сети Интернет Закрепление знаний Домашнее задание

Cлайд 6

Ответьте на вопросы На какие группы делят все вещества по проводимости электрического тока? Приведите примеры самых лучших проводников электрического тока. Какими частицами обусловлен ток в металлах? Изменится ли электропроводность металла, если его нагреть? Изменится ли электропроводность металла, если его расплавить? Какие вам известны жидкости, проводящие электрический ток, кроме расплавленных металлов?

Cлайд 7

Cлайд 8

Вопросы для исследования Как зависит сопротивление электролита от температуры, геометрических параметров электролита? Почему чистая вода не проводит, а раствор соли проводит электрический ток? Чем обусловлен электрический ток в растворе соли?

Cлайд 9

Жидкости хорошо проводящие электрический ток Электролиты Растворы солей Растворы щелочей Растворы кислот

Cлайд 10

Cлайд 11

Cлайд 12

Процесс выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита, при протекании через его раствор (или расплав) электрического тока, называют электролизом Электролиз имеет широкое техническое применение. Где применяют электролиз? На этот вопрос надо подготовить ответ, используя Интернет.

Cлайд 13

От чего зависит масса, выделенного на электроде вещества? Электролитическая диссоциация - расщепление молекул на положительные и отрицательные ионы под действием растворителя. При сближении ионов разных знаков возможна их рекомбинация (объединение) в одну молекулу

Cлайд 14

Майкл Фарадей - великий английский учёный, творец общего учения об электромагнитных явлениях Майкл Фарадей в 1833 году экспериментально установил закон электролиза. Им были введены общепринятые теперь термины: электрод, катод, анод, электролит, электролиз.

Cлайд 15

Выполните тестовые задания I. Укажите неверный ответ 1. Жидкости могут быть диэлектриками, проводниками, полупроводниками. 2. Все жидкости являются электролитами. 3. Растворы солей, щелочей, кислот и расплавленные соли, обладающие электрической проводимостью, называются электролитами. II. Электролитической диссоциацией называется... III. Рекомбинацией называется … IV. Электролизом называется … 1. процесс выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита. 2. объединение ионов разных знаков в нейтральные молекулы. 3. образование положительных и отрицательных ионов при растворении веществ в жидкости. V. С увеличением температуры электролита его электропроводность … 1. увеличивается. 2. уменьшается. 3. не изменяется.

Электролиты Проводниками электрического тока являются не только металлы и полупроводники. Электрический ток проводят растворы многих веществ в воде. Как показывает опыт, чистая вода не проводит электрический ток, то есть в ней нет свободных носителей электрических зарядов. Не проводят электрический ток и кристаллы поваренной соли, хлорида натрия. Проводниками электрического тока являются не только металлы и полупроводники. Электрический ток проводят растворы многих веществ в воде. Как показывает опыт, чистая вода не проводит электрический ток, то есть в ней нет свободных носителей электрических зарядов. Не проводят электрический ток и кристаллы поваренной соли, хлорида натрия. Однако раствор хлорида натрия является хорошим проводником электрического тока. Однако раствор хлорида натрия является хорошим проводником электрического тока. Растворы солей, кислот и оснований, способные проводить электрический ток, называются электролитами. Растворы солей, кислот и оснований, способные проводить электрический ток, называются электролитами.

Электролиз Прохождение электрического тока через электролит обязательно сопровождается выделением вещества в твёрдом или газообразном состоянии на поверхности электродов. Выделение вещества на электродах показывает, что в электролитах электрические заряды переносят заряженные атомы вещества – ионы. Этот процесс называется электролизом. Прохождение электрического тока через электролит обязательно сопровождается выделением вещества в твёрдом или газообразном состоянии на поверхности электродов. Выделение вещества на электродах показывает, что в электролитах электрические заряды переносят заряженные атомы вещества – ионы. Этот процесс называется электролизом.

Закон электролиза Майкл Фарадей на основе экспериментов с различными электролитами установил, что при электролизе масса m выделившегося на электроде вещества пропорциональна прошедшему через электролит заряду q или силе тока I и времени t прохождения тока: Майкл Фарадей на основе экспериментов с различными электролитами установил, что при электролизе масса m выделившегося на электроде вещества пропорциональна прошедшему через электролит заряду q или силе тока I и времени t прохождения тока: m=kq= kIt. Это уравнение называется законом электролиза. Коэффициент k, зависящий от выделившегося вещества, называется электрохимическим эквивалентом вещества. Это уравнение называется законом электролиза. Коэффициент k, зависящий от выделившегося вещества, называется электрохимическим эквивалентом вещества.

Проводимость электролитов Проводимость жидких электролитов объясняется тем, что при растворении в воде нейтральные молекулы солей, кислот и оснований распадаются на отрицательные и положительные ионы. Проводимость жидких электролитов объясняется тем, что при растворении в воде нейтральные молекулы солей, кислот и оснований распадаются на отрицательные и положительные ионы. В электрическом поле ионы приходят в движение и создают электрический ток. В электрическом поле ионы приходят в движение и создают электрический ток.

Агрегатное состояние электролитов Существуют не только жидкие, но и твёрдые электролиты. Примером твёрдого электролита может служить стекло. В составе стекла имеются положительные и отрицательные ионы. В твёрдом состоянии стекло не проводит электрический ток, так как ионы не могут двигаться в твёрдом теле. Существуют не только жидкие, но и твёрдые электролиты. Примером твёрдого электролита может служить стекло. В составе стекла имеются положительные и отрицательные ионы. В твёрдом состоянии стекло не проводит электрический ток, так как ионы не могут двигаться в твёрдом теле. При нагревании стекла ионы получают возможность перемещаться под действием электрического поля и стекло становится проводником. При нагревании стекла ионы получают возможность перемещаться под действием электрического поля и стекло становится проводником.

Применение электролиза Явление электролиза применяется на практике для получения многих металлов из раствора солей. Явление электролиза применяется на практике для получения многих металлов из раствора солей. С помощью электролиза для защиты от окисления или для украшения производится покрытие различных предметов и деталей машин тонкими слоями таких металлов, как хром, никель, серебро, золото. С помощью электролиза для защиты от окисления или для украшения производится покрытие различных предметов и деталей машин тонкими слоями таких металлов, как хром, никель, серебро, золото.

По электрическим свойствам все жидкости можно разделить на 2 группы:

ЖИДКОСТИ

ПРОВОДЯЩИЕ

НЕПРОВОДЯЩИЕ

К ним относятся дистилированная вода, спирт, минеральное масло

К ним относятся растворы (чаще всего водные) и расплавы солей, кислот и оснований

Электролитическая диссоциация

Электролитическая диссоциация – распад молекул электролитов на положительные и отрицательные ионы.

Степень диссоциации – доля молекул, распавшихся на ионы, в растворенном веществе. Зависит от:

температуры

концентрации раствора
электрических свойств растворителя

С увеличением температуры степень диссоциации возрастает и, следовательно, увеличивается концентрация положительно и отрицательно заряженных ионов.

Рекомбинация ионов

Наряду с диссоциацией в электролите одновременно может происходить процесс восстановления ионов в нейтральные молекулы. Ионы разных знаков при встрече могут снова объединиться в нейтральные молекулы - рекомбинировать .

При неизменных условиях в растворе устанавливается динамическое равновесие , при котором число молекул, распадающихся за секунду на ионы, равно числу пар ионов, которые за то же время вновь объединяются в нейтральные молекулы.

Ионная проводимость

Носителями заряда в водных растворах или расплавах электролитов являются положительно и отрицательно заряженные ионы.

Если сосуд с раствором электролита включить в электрическую цепь, то отрицательные ионы начнут двигаться к положительному электроду - аноду, а положительные - к отрицательному - катоду. В результате установится электрический ток. Поскольку перенос заряда в водных растворах или расплавах электролитов осуществляется ионами, такую проводимость называют ионной .

Электролиз

При ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества. На электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролитов. На аноде отрицательно заряженные ионы отдают свои лишние электроны (в химии это называется окислительной реакцией), а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция). Процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно-восстановительными реакциями, называют электролизом .

Применение электролиза

Электролиз широко применяют в технике для различных целей. Электролитическим путем покрывают поверхность одного металла тонким слоем другого (никелирование, хромирование, омеднение и т. п.). Это прочное покрытие защищает поверхность от коррозии.

Если обеспечить хорошее отслаивание электролитического покрытия от поверхности, на которую осаждается металл (этого достигают, например, нанося на поверхность графит), то можно получить копию с рельефной поверхности.

Процесс получения отслаиваемых покрытий - гальванопластика - был разработан русским ученым Б. С. Якоби (1801-1874), который в 1836 г. применил этот способ для изготовления полых фигур для Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге.

Еще одним способом применения электролиза является получение чистого металла из примесей. С помощью электролиза изготавливают печатные платы для различных цифровых устройств.

(картинка) (картинка) (картинка)
Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский
http://class-fizika.narod.ru/10_12.htm
http://www.nado5.ru/e-book/ehlektricheskii-tok-v-zhidkostyakh
http://rza.org.ua/glossary/image-246.html (картинка)
http://www.electrofaq.com/ETMbook/CONDUCT/CON5A.HTM (картинка)
http://lib.convdocs.org/docs/index-280240.html (картинка)