Электрический ток в жидкостях

 Хотя всё же, электрический ток в жидкостях имеет иную природу, нежели, ток в металлах. Ток в растворах электролитов представляет собой движение ионов, а не электронов, как это происходит в металлах. Известно, что молекула кислоты (соляной) состоит из 2 ионов – хлора и водорода, которые связаны между собой силой электрического притяжения. Молекулы воды при растворении разрывают молекулу кислоты на ионы. В результате, в растворе появляются отрицательные ионы хлора и положительные ионы водорода.  
 

 Под действием  внешнего электрического поля ионы приходят в движение. Появляется электрический ток в жидкостях (ток в растворах электролитов). При этом отрицательно заряженные ионы хлора идут к аноду, а положительно заряженные ионы водорода - к катоду. Однако электрический ток в растворе электролита не похож на ток в металле. За место лёгких и маленьких электронов тут передвигаются огромные и массивные ионы. Причём, электрический ток в жидкостях имеет не один поток зарядов, а два: поток отрицательных ионов, который идёт к аноду, и поток положительных ионов, который идёт к катоду.  
 

 Приходя к  катоду, положительные ионы водорода  отбирают у него электроны  (недостающие им) и, тем самым,  превращаются в атомы водорода. Отрицательные ионы хлора, наоборот, отдают аноду свои электроны (излишние) и превращаются в атомы хлора. В итоге электроны, которые пришли на катод из источника тока, уходят в раствор электролита, а на анод электроны выделяются из раствора. В электроцепи течёт ток (электрический ток в жидкости).  
 

 Таким образом,  получается, что ионы как бы транспортируют отрицательно заряженные частицы (электроны) через электролитический раствор, где они не могут передвигаться самостоятельно. Хотя на аноде осаждается совсем не тот, что было ранее. Но в целом, электрические заряды все одинаковы. Сколько заряженных частиц в единицу времени приходит на катод от источника, столько и уходит с анода обратно в источник. Так поддерживается в электрический ток в жидкости и в самой цепи.  
 

 В процессе  этого также на катоде имеющиеся  атомы водорода, соединяясь вместе, образуют молекулы водорода. Из появившихся молекул выделяются маленькие пузырьки водорода, которые всплывают на поверхность раствора и улетают. Таким же образом на аноде образуется хлор (газ). В результате протекания электрического тока через раствор электролита в растворе проходят определённые химические процессы. Кислота (соляная), растворённая в воде, превращается в 2 газа – хлор и водород.  
 

 Учтите, что  электрический ток в жидкостях  (ток в растворах электролитов) всегда проходит с различными химическими превращениями. Тут вместе с электрическими зарядами также перемещаются и имеющиеся ионы растворённых химических веществ. Под действием поля (внешнего электрического) ионы уходят: одни – к аноду, а другие – к катоду. По этой причине вещества, которые входят в состав тех или иных молекул, всегда разделяются электрическим полем и выделяются на противоположных электродах. 
 

Если на две  пластины, помещённые в жидкость, подать напряжение (подсоединить их к батарейке), то в жидкости между пластинами возникнет электрическое поле. Однако ток пойдёт лишь в том случае, если в жидкости есть свободные электрические заряды. Такие жидкости называются электролитами. К ним, в частности, относятся растворы солей, кислот. Следует отметить, что наличие свободных зарядов (ионов) - свойство самого раствора, воздействие поля здесь ни при чём. Например, медный купорос CuSO4, растворяясь в воде, диссоциирует (разлагается) на положительно заряженные ионы меди Cu++ и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка SO4--. В электрическом поле отрицательные ионы (анионы) станут двигаться к положительному электроду - аноду, положительные ионы (катионы) - к отрицательному электроду - катоду. Через жидкость пойдёт электрический ток. В нашем примере с медным купоросом ионы меди, достигнув катода, нейтрализуются и оседают на нём. Если анод медный, то ионы кислотного остатка,  достигнув анода, нейтрализуются и соединяются с атомами меди (отрывая их от анода), превращаясь в медный купорос. В воде последний диссоциирует, образуя ионы. В результате происходит перенос меди с анода на катод; концентрация раствора при этом не меняется.

Поскольку каждый ион несёт и массу, и заряд, а все ионы, двигающиеся в сторону  данного электрода, одинаковые, то выделившаяся или осевшая на электроде масса  M всегда будет пропорциональна заряду Q, прошедшему через электрод. (Коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества.) Это очевидное утверждение известно как закон Фарадея (или закон электролиза): 

M = kQ 
 

Электролиз - выделение  на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций  на электродах. 

Благодаря тому, что скорость ионов в электрическом  поле оказывается пропорциональна  напряжённости поля (экспериментальный факт), связь напряжения на электродах и силы тока в электролитах является линейной, то есть в электролитах, как и в твёрдых проводниках, выполняется закон Ома.