Способ разложения воды на кислород и водород и устройства для его осуществления

Изобретение относится к способу разложения воды на кислород и водород и устройству для его осуществления. Способ осуществляют путем воздействия на воду, протекающую по межэлектродным полостям, электрическим и магнитным полями. При этом постоянное импульсное электрическое поле подается на коаксиально расположенные трубчатые изолированные водородные электроды отрицательного потенциала и на изолированные кислородные электроды положительного потенциала, разделенные межэлектродными полостями, имеющими входные и выходные водяные отверстия, объемы которых через газовые отверстия соединены с объемами водородных и кислородных электродов. В связи с чем протекающая между электродами вода под действием электрического и магнитного полей разлагается на ионы водорода и кислорода, причем ионы водорода через отверстия водородного электрода притягиваются отрицательным статическим полем, образованным отрицательной токопроводящей водородной изолированной поверхностью, внутрь водородного электрода, аналогично, ионы кислорода через отверстия кислородного электрода притягиваются положительным статическим полем, образованным положительной изолированной токопроводящей поверхностью, внутрь кислородного электрода, в которых водородные и кислородные ионы нейтрализуются соответственно отрицательными и положительными нейтрализационными поверхностями и в виде атомов выходят через каждые свои отверстия к дальнейшему использованию. Технический результат заключается в повышении производительности разложения воды за счет увеличения энергии электрического и магнитного полей. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к технике разложения воды на кислород и водород (водородной энергетике) и может быть использовано в качестве узла для преобразования тепловой энергии при сжигании водорода в механическую энергию, в частности, в транспортных средствах, где вместо бензина используется вода.

Известен способ получения водорода из воды (см. патент №2456377), в котором разложение воды происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-й гармоники которого приближается к собственной частоте воды. Недостаток способа заключается в том, что при его осуществлении происходит изменение емкостной составляющей LC контура (контуров) из-за присутствия в воде продуктов ее разложения, приводящих к изменению диэлектрической проницаемости диэлектрика водяного конденсатора, при неизменном значении индуктивной составляющей. Это явление приводит к снижению производительности из-за отклонения от резонанса в цепях с последовательными или параллельными контурами. Также в устройстве, осуществляющем способ, наблюдается незначительная площадь соприкосновения изолированных конденсаторных пластин с водой, отнесенная к единице объема рабочей камеры, что также приводит к снижению производительности разложения воды. Известен также патент №2496917 способ получения водорода из воды, включающий разложение воды электрическим полем с помощью водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подается высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, а разложение воды происходит под действием электрического и магнитного полей, причем вектор напряженности магнитного поля направлен перпендикулярно вектору напряженности электрического поля, при этом вектора на воду действуют одновременно и с частотой, равной частоте гидродинамических колебаний воды. Для реализации способа используется устройство, в котором разложение воды электрическим и магнитным полями происходит с помощью, по меньшей мере, двух колебательных контуров, при этом емкость первого и связанная с ней индуктивность второго контура и соответственно емкость второго и связанная с ней индуктивность первого заряжаются и разряжаются с заданной частотой, при этом фаза входных напряжений сдвинута на 90 градусов. Недостаток способа тот, что электрическое поле действует на воду однонаправленно и периодически, причем время его действия равно времени нисходящий кривой входного напряжения, что наполовину снижает производительность разложения воды.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности разложения воды за счет увеличения энергии электрического и магнитного полей.

Физика работы предлагаемого устройства заключается в следующим. На нижеуказанных сайтах расположена информация об известных способах разложения воды на кислород и водород https://yandex.ru/images/search?p=6&text=способы%20разложения%20воды%20на%20кислород%20и%20вод выбираем реакцию разложения воды действием электрического тока, электролиз https://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=09c0c7751466c174d9cc9dc81648bc91-sr&n=13 где разложение воды под действием электрического тока происходит согласно уравнению 1., т.е. 2H₂O=2Н₂+O₂. Но данное уравнение не показывает, какая энергия затрачивается на разложение воды. При нагреве воды или при разложении пара (см. патент №2142905) тепловая энергия броуновского движения не может без действия полей разлагать воду. Только при действии поля диполи воды ориентируются вдоль его вектора напряженности уменьшая броуновское движение энергия которого расслабляет дипольные атомные связи в связи с чем для окончательного их разрушения требуется уменьшенное значение электромагнитной энергии. (см. так же видео на сайте https://www.youtube.com/watch?v=-ROZ0KU5ncM Учитывая, что вода H₂O является идеальным диэлектриком (электролитом) который контактирует с двумя электродами, что в комплексе представляет собой водяной конденсатор токи смещения, которого образуют энергию электрического поля, а токи индуктивности образуют энергию магнитного поля. Обе вырабатываемые токами энергии отличаются друг от друга векторными направлениями их энергий вектора, которых, действуя на дипольные молекулы воды, разрушают их, в результате чего молекулы воды распадаются на ионы водорода и кислорода. Конечно, энергетическая мощность полей должна обеспечивать разрушение молекул воды. Спрашивается причем тут электроды, если энергия электрических и магнитных полей свободно проходит через не токопроводящие стенки водяного сосуда. Новизна изобретения заключается в том, что электроды электролизера изолированы диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого превосходит диэлектрическую проницаемость воды 80 единиц. Так как энергия электрического поля пропорциональна емкости водяного конденсатора и квадрату напряжения подаваемого на электроды водяного конденсатора, а энергия магнитного поля пропорциональна индуктивности и квадрату тока, проходящему через индуктивность то, увеличивая эти величины, можем регулировать производительность получения ионов кислорода и водорода.

Следует отметить, что при электролизе и предлагаемом изобретении общим является то, что при разложении воды на ионы участвует электрическое поле, а это значит, как указывалось выше, что изоляция электродов значения не имеет. Она лишь препятствует участию в реакции электродных металлов и исключает прохождению тока через воду, содержащую растворенные в ней примеси. При изоляции электродов исключается нагрев воды, что позволяет при сжигании водорода не используемую тепловую энергию использовать повторно для получения водорода и кислорода, замыкая тем самым энергетический цикл, что значительно увеличивает КПД устройства.

На фиг 1, 2, 3, 4 изображены устройства разложения воды на кислород и водород. Они содержит диэлектрический корпус 7 имеющий отверстия 3 входа воды (пара) и отверстия 4 для выхода не разложивсейся воды. Корпус содержит трубчатые полые (объемные) полости, представляющие отрицательные водородные электроды 23 и коаксиально водородным электродам попеременно через межэлектродное пространство 22 расположены трубчатые полые (объемные) полости представляющие положительные кислородные электроды 24. Диэлектрические перегородки содержащие газовые отверстия 6 разделяющие межэлектродные полости от водородных электродов 23 содержат токопроводящие отрицательные поверхности 25 а диэлектрические перегородки содержащие отверстия 6 разделяющие межэлектродные полости от кислородных электродов 24 содержат токопроводящие положительные поверхности 26. Кроме того объемы водородных электродов 23 перед выходом водорода через отверстия 19 содержат нейтрализационные отрицательные поверхности 14 а объемы кислородных электродов 24 перед выходом через выходные отверстия 18 кислорода содержат нейтрализационные положительные поверхности 15. Отрицательный и положительный потенциал на токопроводящие поверхности 25, 26 подается одновременно и представляет собой импульсное выпрямленное напряжение см. Фиг 2. Положительный потенциал на кислородную нейтрализационную поверхность 15 и отрицательный потенциал на водородную нейтрализационную поверхность 14 потенциалы которых представляют импульсное выпрямленное напряжение, импульсы которого подаются между импульсами подаваемыми на токопроводящие поверхности 25 и 26. Отверстия 6 расположенные на электродах служат для перемещения газовых ионов в электродные полости а также не разложивсейся воды к выходному отверстию 4. Подавая, на токопроводящие поверхности 25 и 26 импульсное напряжение и последовательно между этими импульсам подавая импульсное напряжение на нейтрализационные сетки 14 и 15 получаем нейтрализацию ионов водорода и кислорода которые под давлением через отверстия 19 и 18 поступают к дальнейшему использованию. Электроды 23 и 24 представляют полые обкладки водяного конденсатора. Эти водяные конденсаторы, которые с целью увеличения энергии электрического поля соединяем, параллельно получая один суммарный конденсатор, диэлектрическая проницаемость изоляции которого должна превышать диэлектрическую проницаемость воды. Образованный конденсатор, имеющий значительные электродную поверхность, диэлектрическую проницаемость, минимальное расстояние между электродами значительно увеличивает производимую им энергию электрического поля, что приводит к значительному увеличению производительности устройства разложения воды (пара) на кислород и водород. При подаче регулированного постоянного импульсного напряжения создается возможность регулировать производительность разложения воды и как следствие исключать выход

не разложившейся воды. Для максимального снижения, подаваемого на конденсатор постоянного напряжения с целью, обеспечения увеличения диапазона регулирования энергии электрического поля, используем энергию магнитного поля, вектор напряженности которого направлен перпендикулярно вектору электрического поля. Для этого используем трансформаторный излучатель, магнитопровод которого представляет собой замкнутый контур, выполненный из электротехнической стали с последовательно механически связанными спиралевидными (аналогично катушки индуктивности) частями 8 и линейной чатью 13, представляющие в сечении прямоугольную или круглую форму. Эффективность излучающего трансформатора заключается в том, что при длине волны в три тысячи километров магнитный поток через трансформаторные витки проходит столько раз, сколько длина магнитопровода укладывается в длине волны. Магнитный поток излучающего трансформатора представляет поток, проходящего через сталь и воду, для этого необходимо, чтобы спиралевидные витки трансформатора с левой и правой сторон имели противоположную обмотку. При подаче 50 герцового напряжения на первичную катушку 11 трансформатора происходит 100 герцовое изменение направления векторов магнитных напряженностей направленных перпендикулярно векторам электрического поля, что приводит к интенсификации разложения воды. Вторичная катушка 12 трансформатора через диоды производит последовательную подачу импульсов необходимой полярности на токопроводящие поверхности 24, 25 и нейтрализационные сетки 14, 15 см. фиг 2. Регулировка магнитной энергии может осуществляться катушкой 5 обратной связи на фиг 1 условно не показана. Эта катушка является нагрузкой вторичной катушки трансформатора и играет роль первичной. При совпадении векторов магнитных напряженностей катушек первичной и обратной связи получаем положительную обратную связь и наоборот при не совпадении векторов получаем отрицательную обратную связь.

Работа устройства заключается в том, что разложение происходит при действии на воду, протекающую по межэлектродным полостям электрического и магнитного поля при этом постоянное импульсное электрическое поле образуется путем подачи на объемные изолированные водородные электроды отрицательного потенциала и подачи на объемные изолированные кислородные электроды положительного потенциала, а вектор напряженности электрического поля направленный перпендикулярно вектору магнитного поля который образуется замкнутым магнитопроводом содержащим два спиралевидной формы закручивания с протекающей между закручиваниями водой и имеющими по отношению к воде противоположные полюса, таким образом, протекающая между электродами вода под действием электрического и магнитного полей разлагается на ионы водорода и кислорода при этом ионы водорода через отверстия 6 водородного электрода притягиваются отрицательным статическим полем образованным отрицательной токопроводящей водородной изолированной поверхностью внутрь водородного электрода аналогично ионы кислорода через отверстия 6 кислородного электрода притягиваются положительным статическим полем образованным положительной изолированной токопроводящей поверхностью, в которых водородные и кислородные ионы нейтрализуются соответственно отрицательными и положительными нейтрализационными поверхностями и в виде атомов выходят через каждые свои отверстия к дальнейшему практическому использованию. Электрическое поле, образовываемое токопроводящими поверхностями, имеет выпрямленный импульсный характер, между импульсами которого одновременно подаются на нейтрализационную не изолированную водородную поверхность, находящуюся в водородной полости отрицательный потенциал и на нейтрализационную не изолированную кислородную поверхность, находящуюся в кислородной полости положительный потенциал. При отсутствии в объемах электродов нейтрализационных поверхностей токопроводящие поверхности в промежутке между входными и выходными газовыми отверстиями имеют не изолированную внутреннюю поверхность.

Согласно фиг 4 объемные водородные и кислородные электроды с межэлэктодными полостями могут иметь в горизонтальном и вертикальных сечениях прямоугольную форму.

1. Способ разложения воды на кислород и водород, осуществляемый путем воздействия на воду, протекающую по межэлектродным полостям, электрическим и магнитным полями, отличающийся тем, что постоянное импульсное электрическое поле подается на коаксиально расположенные трубчатые изолированные водородные электроды отрицательного потенциала и на изолированные кислородные электроды положительного потенциала, разделенные межэлектродными полостями, имеющими входные и выходные водяные отверстия, объемы которых через газовые отверстия соединены с объемами водородных и кислородных электродов, при этом протекающая между электродами вода под действием электрического и магнитного полей разлагается на ионы водорода и кислорода, причем ионы водорода через отверстия водородного электрода притягиваются отрицательным статическим полем, образованным отрицательной токопроводящей водородной изолированной поверхностью, внутрь водородного электрода, аналогично, ионы кислорода через отверстия кислородного электрода притягиваются положительным статическим полем, образованным положительной изолированной токопроводящей поверхностью, внутрь кислородного электрода, в которых водородные и кислородные ионы нейтрализуются соответственно отрицательными и положительными нейтрализационными поверхностями и в виде атомов выходят через каждые свои отверстия к дальнейшему использованию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическое поле, образуемое токопроводящими поверхностями, имеет выпрямленный импульсный характер, между импульсами которого одновременно подаются на нейтрализационную не изолированную водородную поверхность, находящуюся в водородной полости, отрицательный потенциал и на нейтрализационную не изолированную кислородную поверхность, находящуюся в кислородной полости, положительный потенциал.

3. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1, 2, отличающееся тем, что содержит трубчатые коаксиально расположенные объемные водородные и кислородные изолированные электроды, разделенные межэлектродными полостями, имеющими входные и выходные водяные отверстия, объемы которых через газовые отверстия соединены с объемами водородных и кислородных электродов, имеющих соответственно нейтрализационные поверхности и выходные водородные и кислородные газовые отверстия.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что объемные водородные и кислородные электроды с межэлектродными полостями имеют в горизонтальном и вертикальном сечениях прямоугольную форму.

Электролизуем воду… а зачем?! — заказ воды для дома и офиса

Физико-электрохимическим термином «электролиз воды» каждый из нас познакомился еще в 8 классе средней школы. Принцип электролиза прост: под действием постоянного электрического тока вода разлагается на кислород и водород: 2Н2О = 2Н2↑ + О2↑.

Сейчас в науке и технике электролиз воды нашел положительное применение. Например, в связи с глобальным энергетическим кризисом в прессе часто упоминают электролиз воды как альтернативу нефтепродуктам и основу водородной энергетики. Французы создали стиральную машину, в основу работы которой положен принцип очистки белья ионами H+ и OH-, генерируемыми в её недрах при электролизе воды, причем ионы H+ стерилизуют одежду, а OH- занимаются удалением грязи. Электролиз уже используется в некоторых странах для обеззараживания питьевых и сточных вод.

Но, к сожалению, электролиз воды имеет отношение и к некоторым популистским «водным» теориям. И в связи с периодически подогреваемым к этим теориям интересом давайте обратимся к двум наиболее популярным.  

Уже несколько десятков лет, не столько в науке, сколько в среде потребителей, с переменной интенсивностью обсуждается вопрос активированной воды, она же «живая», щелочная (pH – 8,0-10,5), или католит, и «мертвая», кислотная (pH – 2,5-5,5), или анолит, получаемая с помощью электролиза. Разработаны и продаются многочисленные приборы для получения такой воды в домашних и промышленных масштабах. Сторонниками теории «живой» и «мертвой» воды утверждается, что католит стимулирует биологические процессы, обладает повышенной растворяющей и экстрагирующей способностью, более абсорбционно-химически активен. А анолиту присущи выраженные угнетающие свойства, поэтому он замедляет биопроцессы и потому, якобы, является мощным антисептиком и консервантом, что позволяет рекомендовать его для борьбы с микроорганизмами. Утверждается, что, регулируя процесс электролиза (время, сила тока, исходный состав воды, исходное значение концентрации водородных ионов — рН) можно получить воду желаемых свойств, даже близкую по свойствам к крови и лимфе – основным жидкостям человеческого организма, а потому такая вода – якобы, панацея от всех болезней.

Сегодня также достаточно популярна другая теория — антиоксидантная — о необходимости защиты здоровой ткани от разрушительного окисления активным кислородом, постоянно производимым человеческим организмом. Вещества, предотвращающие окисление, называют антиоксидантами. Одним из таких веществ, по мнению сторонников этой теории, является ионизированная вода — водопроводная вода, преобразованная умеренным электролизом, в результате которого в ней образуется огромное количество электронов, которые могут быть доставлены активному кислороду в организме, чтобы прекратить нежелательное окисление нормальных клеток. И ведется безудержная реклама, и предлагаются приборы для производства такой воды…

Но о пользе различных теорий и изобретений для здоровья человека, имеют право рассуждать, утверждать в уважаемых научных и официальных изданиях, в серьезных рубриках только медики на основе длительных медицинских наблюдений, исследований, клинических испытаний на добровольцах и пр. Вот, например, статистически достоверная новость: ученые Копенгагенского университета в 2006 году, используя методику, которую разработала ведущая международная группа Cochrane Collaboration, специализирующаяся на анализе эффективности применяемых в медицине средств, пришли к выводу, что антиоксиданты в таблетках, известные и употребляемые уже не одно десятилетие, причинили принимающим их людям больше вреда, чем пользы. Что тогда говорить о «новоявленном» антиоксиданте – обработанной электролизом воде?!

Кроме того, нет однозначной физиологической оценки результатов электролиза, при котором уменьшается количество солей (растворенных и нерастворенных) в питьевой воде, в том числе и необходимых для человека, поскольку эффект электролиза воды сродни процессу дистилляции: в обоих случаях умягчается вода. Но Всемирная Организация Здравоохранения — законодатель для всех экономически развитых стран в разработке требований к питьевой воде, — рекомендует очень осторожно умягчать воду. Известно, что излишне мягкая вода «вымоет» из организма без разбору и «шлаки», и нужные минералы, в результате чего начнутся сбои в работе сердечно-сосудистой системы и других систем организма из-за невозможности синтеза полноценных ферментов, гормонов, секретов и пр.

Доказано также, что затрудняется утилизация организмом некоторых компонентов воды при изменении их физико-электро-химического состояния из-за электролиза.

Далее, доказано, что обычная (протиевая) вода содержит наряду с обычными молекулами воды (Н2О) незначительное количество молекул тяжелой (дейтериевой) воды (D2O), в состав которой входит тяжелый изотоп водорода. При электролизе такой воды разложению подвергаются преимущественно обычные молекулы, а остаток постепенно обогащается молекулами дейтерия, небезопасного для человека. Зафиксированы даже случаи тяжелых отравлений дейтериевой водой.

Существует жесткое, но справедливое правило: в производстве питьевой воды только государством могут быть признаны и рекомендованы к употреблению и использованию методы, приборы, аппараты…
Теперь о некоторых рекламных трюках. Понятно, что процесс электролиза воды будет длиться до разложения последней ее молекулы. Поэтому, когда, например, не совсем компетентные или честные продавцы так называемых фильтров — приборов для доочистки воды — в емкость с дистиллированной водой вставляют электроды, то начинается электролиз, и вода меняет цвет (если добавлен индикатор, реагирующий на смену рН) или прозрачность. Но это значит, что нам всего лишь показывают фокус, основанный на изменении концентрации водородных ионов, а вовсе не демонстрируют огромные «очистные» возможности предлагаемого метода или фильтра. И тем более не убеждают нас в необходимости покупки и использования прибора, как правило, достаточно дорогого.

Существует жесткое, но справедливое правило: в производстве питьевой воды только государством могут быть признаны и рекомендованы к употреблению и использованию методы, приборы, аппараты и пр., прошедшие полноценную, длительную, разностороннюю проверку. А пока в Украине нет упоминаний о вышеназванных методах ни в одном официальном документе. 
Поэтому берегите здоровье, взвешивайте все «за» и «против», прежде чем приобретать рекламируемый товар или продукт, безопасность употребления которого не гарантирует Министерство здравоохранения.

Фарадей и электрохимия с 1834 г.

ChemTeam: Фарадей и электрохимия с 1834 г.

Майкл Фарадей

Философские труды Королевского общества , 1834

Теория, которую я считаю верным выражением фактов электрохимического разложения и которую я подробно изложил в одной из предыдущих серий этих исследований, настолько расходится с ранее выдвинутыми, что мне очень трудно сформулировать результаты. , как мне кажется, правильно, пока ограничиваются употреблением терминов, которые являются актуальными с определенным принятым значением. Такого рода термин полюс с его префиксами положительного и отрицательного и связанными с ним идеями притяжения и отталкивания. Общая фразеология состоит в том, что положительный полюс притягивает кислород, кислоты и т. д., или, более осторожно, что он определяет их эволюцию на своей поверхности; и что отрицательный полюс одинаково действует на водород, горючие вещества, металлы и основания. По моему мнению, определяющая сила — это

не на полюсах, а внутри разлагающегося тела; а кислород и кислоты выводятся на отрицательный конец этого тела, в то время как водород, металлы и т. д. выделяются на положительном конце.

Поэтому, чтобы избежать путаницы и двусмысленности, а также ради большей точности выражения, чем я мог бы получить в противном случае, я преднамеренно рассмотрел предмет с двумя друзьями, и с их помощью и согласием в их формулировании, я намереваюсь впредь использовать определенные другие термины, которые я сейчас дам определение.

полюсов , как их обычно называют, являются лишь дверями или путями, через которые электрический ток входит и выходит из разлагающегося тела; и они, конечно, когда соприкасаются с этим телом, являются пределами его протяженности в направлении тока. Этот термин обычно применяется к металлическим поверхностям, контактирующим с разлагающимся веществом; но применимы ли вообще философы также к поверхностям воздуха и воды, против которых я произвел электрохимическое разложение, подвергается сомнению. Вместо термина «полюс» я предлагаю использовать термин «9».0005 электрод ¹ , и под этим я подразумеваю ту субстанцию ​​или, вернее, поверхность воздуха, воды, металла или любого другого тела, которая ограничивает протяженность разлагающегося вещества в направлении электрического тока.

Поверхности, на которых, согласно общепринятой фразеологии, электрический ток входит и выходит из разлагающегося тела, являются наиболее важными местами воздействия и требуют различия, кроме полюсов, с которыми они большей частью связаны, и электродов, с которыми они связаны. всегда на связи…. анод ² есть, следовательно, та поверхность, на которую, согласно нашему нынешнему выражению, входит электрический ток: это отрицательный

конец разлагающегося тела; где выделяются кислород, хлор, кислоты и т. д.; и находится против или напротив положительного электрода. катод ³ есть та поверхность, на которой ток покидает разлагающееся тело, и есть его положительная оконечность; там выделяются горючие тела, металлы, щелочи и основания, и он находится в контакте с отрицательным электродом.

У меня также будет случай в этих исследованиях классифицировать тела вместе в соответствии с определенными отношениями, вытекающими из их электрических действий; и, желая выразить эти отношения, не привлекая в то же время выражения каких-либо гипотетических взглядов, я намерен использовать следующие имена и термины. Многие тела разлагаются непосредственно электрическим током, их элементы высвобождаются; эти электролиты предлагаю называть

⁴ . …

Наконец, мне нужен термин для выражения тех тел, которые могут перейти в электродов , или, как их обычно называют, полюсов. О веществах часто говорят как о электроотрицательных или электроположительных в зависимости от предполагаемого влияния на них прямого притяжения к положительному или отрицательному полюсу. Но эти термины слишком значительны для того применения, в котором мне пришлось бы их использовать; ибо, хотя значения, возможно, и правильны, они лишь гипотетичны и могут быть ошибочными; а затем посредством очень незаметного, но все же очень опасного, потому что постоянного влияния, они наносят большой вред науке, ограничивая и ограничивая привычные взгляды тех, кто занимается ею. Предлагаю различать такие тела, называя те

анионы ⁵ которые идут на анод разлагающегося тела; и переходящие на катод , катионы ⁶ ; и когда у меня будет случай говорить об этом вместе, я буду называть их ионами . Таким образом, хлорид свинца является электролитом , и когда подвергается электролизу , выделяются два

иона , хлора и свинца, причем первый является анионом , а последний катионом .

Эти термины, будучи когда-то хорошо определенными, надеюсь, при их употреблении позволят мне избежать большого количества перифраз и двусмысленности выражений. Я не собираюсь использовать их чаще, чем это потребуется, поскольку я полностью осознаю, что имена — это одно, а наука — другое.

Понятно, что я не даю выбора в отношении природы электрического тока сейчас, кроме того, что я делал в прежних случаях; и что хотя я говорю о токе, как о проистекающем из частей, положительных к те, которые отрицательны, это просто в соответствии с условным, хотя и в некоторой степени молчаливым, соглашением, заключенным учеными, чтобы они могли иметь постоянные, надежные и определенные средства обозначения направления сил этого тока. ….

О НОВОМ ИЗМЕРИТЕЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Я уже говорил, занимаясь приведением обычного и гальванического электричества к одному эталону измерения, а также при введении моей теории электрохимического разложения, что химическое разлагающее действие тока постоянно при постоянном количестве электричества , несмотря на наибольшие различия в его источниках, в его интенсивности, в размере используемых электродов , в характере проводников (или непроводников), через которые он проходит, или в других обстоятельствах.

Окончательные доказательства истинности этих утверждений будут даны почти немедленно.

Я попытался на основе этого закона сконструировать прибор, который измерял бы электричество, проходящее через него, и который, будучи вставленным в ход ток, используемый в каком-либо конкретном эксперименте, должен по желанию служить либо сравнительным эталоном эффекта, либо положительным измерителем этого тонкого агента.

Нет вещества, более подходящего при обычных обстоятельствах в качестве индикаторного тела в таком приборе, как вода; ибо он легко разлагается, когда становится лучшим проводником добавлением кислот или соли: его элементы во многих случаях могут быть получены и собраны без какого-либо затруднения из-за вторичного действия, и, будучи газообразными, они находятся в лучшем физическом состоянии для разделения. и измерения. Таким образом, вода, подкисленная серной кислотой, является веществом, на которое я обычно буду ссылаться, хотя в особых случаях форм эксперимента может оказаться целесообразным использовать другие тела.

Первая мера предосторожности, необходимая при конструировании прибора, заключалась в том, чтобы избежать рекомбинации выделяющихся газов и эффекта, который, как было обнаружено, способен производить положительный электрод. Для этого использовались различные формы разлагающих аппаратов. Первый состоял из прямых трубок, каждая из которых содержала пластину и проволоку из платины, спаянные вместе золотом и герметично закрепленные в стекле на закрытом конце трубки (рис. 1). Трубки были около 8 дюймов в длину, 0,7 дюйма в диаметре и имели градуировку. Платина была около дюйма в длину, настолько широка, насколько позволяли трубки, и располагалась как можно ближе к устьям трубок, насколько это соответствовало безопасному сбору выделяющихся газов. В некоторых случаях, когда требовалось вывести элементы на как можно меньшую поверхность, металлический наконечник представлял собой не пластину, а проволоку, согнутую в виде кольца (рис. 2). Когда эти трубки использовались в качестве мерников, их наполняли разбавленной серной кислотой, переворачивали в тазик с той же жидкостью (рис.

3) и ставили в наклонном положении, горлышками близко друг к другу, чтобы как можно меньше разлагающегося вещества следует вмешиваться, насколько это возможно; а также в таком направлении, чтобы платиновые пластины находились в вертикальных плоскостях.

Другая форма аппарата описана (рис. 4). Трубка согнута посередине; один конец закрыт; на этом конце закреплена проволока и пластина,

и , идущие вниз так далеко, что в положении, показанном на рисунке, они должны располагаться как можно ближе к углу, в соответствии со сбором на закрытом конце трубы всех газ выделился против него. Плоскость этой пластины также перпендикулярна. Другое металлическое окончание, b , вводится в то время, когда должно быть произведено разложение, под углом, насколько это возможно, без прохождения газа от него к закрытому концу прибора. Газу, выделяющемуся против него, позволяют уйти.

Третий вид аппарата содержит оба электрода в одной трубке; поэтому передача электричества и последующее разложение происходят гораздо быстрее, чем в отдельных трубках. Образовавшийся газ представляет собой сумму частей, выделяющихся на двух электродах, и этот прибор лучше приспособлен, чем любой из первых, для измерения количества гальванического электричества, передаваемого в обычных случаях. Он состоит из прямой трубки (рис. 5), закрытой на верхнем конце и градуированной, по бокам которой проходят платиновые проволоки (вплавленные в стекло), соединенные внутри с двумя пластинами. Трубка вставляется путем притирки в одно горлышко двугорлой бутылки. Если последняя наполовину или на две трети заполнена разбавленной серной кислотой, то при наклоне всего она потечет в трубку и заполнит ее. Когда через прибор проходит электрический ток, газы, выделяющиеся на пластинах, собираются в верхней части трубки и не подвергаются рекомбинирующей способности платины… [Затем Фарадей подробно описывает эксперименты.]

Я считаю предыдущее исследование достаточным для доказательства очень необычного и важного принципа в отношении ВОДЫ, что под воздействием электрического тока количество ее разлагается точно пропорционально количеству электричества, прошедшего , невзирая на тысячи вариаций условий и обстоятельств, в которых он может находиться в то время. ..

Прибор представляет собой единственный реальный измеритель гальванического электричества, которым мы располагаем в настоящее время. Ибо на него совершенно не влияют ни изменения времени, ни силы, ни изменения самого тока, ни какого рода, ни по какой причине, ни даже от перерывов в действии, он с точностью отмечает количество электричества, прошедшего через это, и показывает количество осмотром; Поэтому я назвал его ВОЛЬТА-ЭЛЕКТРОМЕТРОМ…

В предыдущих случаях, кроме первого, вода считается неактивной; но чтобы избежать какой-либо двусмысленности, связанной с его присутствием, я искал субстанции, в которых он вообще отсутствовал бы; и воспользовавшись уже разработанным законом проводимости ⁷ , я вскоре нашел изобилие, среди которых протохлорид олова был сначала подвергнут разложению следующим образом: кусок платиновой проволоки имел один конец, свернутый в небольшой выступ. , и после тщательного взвешивания герметично запечатывали в кусок бутылочного стекла так, чтобы ручка находилась на дне пробирки внутри (рис. 9).). Трубка была подвешена на куске платиновой проволоки, так что к ней можно было приложить тепло спиртовки. Недавно расплавленный протохлорид олова вводили в количестве, достаточном для того, чтобы при расплавлении занимать около половины трубки; провод трубки был соединен с вольта-электрометром, который сам был соединен с отрицательным концом гальванической батареи: а платиновый провод, соединенный с положительным концом той же батареи, был погружен в расплавленный хлорид в трубке; будучи, однако, настолько согнутым, что ни при каком сотрясении руки или прибора он не мог коснуться отрицательного электрода на дне сосуда. Вся схема показана на рис. 10.

При этих условиях хлорид олова разложился: хлор, выделившийся на положительном электроде, образовал бихлорид олова, который улетучивается с парами, а олово, выделившееся на отрицательном электроде, соединилось с платиной, образуя сплав, легкоплавкий при температуре которому подвергалась трубка, и, следовательно, никогда не происходило металлического сообщения через разлагающийся хлорид. Когда эксперимент продолжался до тех пор, пока в вольта-электрометре не образовалось достаточное количество газа, соединение с батареей разорвали, положительный электрод удалили, а трубку и оставшийся хлорид дали остыть. В холодном состоянии трубку разламывали, остатки хлорида и стекло легко отделялись от платиновой проволоки и ее стержня из сплава. Последний после промывки затем снова взвешивался, и это увеличение давало уменьшение веса олова.

Я привожу частные результаты одного эксперимента в качестве иллюстрации способа, принятого в этом и других, результаты которых я буду иметь случай процитировать. Отрицательный электрод весил первые 20 гран; после опыта он вместе с пуговицей из сплава весил 23,2 грана. Олово, выделенное электрическим током на катоде , весило, следовательно, 3,2 грана. Количество кислорода и водорода, собранных в вольта-электрометре, = 3,85 кубических дюйма. Поскольку 100 кубических дюймов кислорода и водорода в пропорциях для образования воды можно считать весом 12,92 грана, 3,85 кубических дюйма будут весить 0,49742 грана; таким образом, это вес воды, разложенной тем же электрическим током, который способен разложить такой вес протохлорида олова, при котором может быть получено 3,2 грана металла. Теперь 0,49742 : 3,2: 9 эквивалент воды равен 57,9, что, следовательно, должно быть эквивалентно олову, если бы опыт был произведен без ошибки, и если электрохимическое разложение в этом случае также является определенным . В одних химических работах 58 дается как химический эквивалент олова, в других 57,9.. И то, и другое настолько близко к результату эксперимента, а сам эксперимент настолько подвержен незначительным изменениям (например, из-за поглощения газа в вольта-электрометре), что числа не оставляют сомнений в применимости закона . определенного действия в этом и во всех подобных случаях электроразложения.

Нечасто мне удается добиться такого близкого совпадения чисел, как я только что привел. С протохлоридом олова было поставлено четыре опыта; количество газа, выделяющегося в вольта-электрометре, составляет от 2,05 до 10,29кубических дюймов. Среднее значение четырех экспериментов дало 58,43 в качестве электрохимического эквивалента олова.

Хлорид, оставшийся после опыта, представлял собой чистый протохлорид олова; и никто не может ни на мгновение усомниться в том, что эквивалент хлора выделился на аноде и, образовав в качестве вторичного результата бихлорид олова, исчез.

С хлоридом свинца экспериментировали точно так же, за исключением того, что природа положительного электрода была изменена; поскольку хлор выделился на анод не образует перхлорида свинца, но действует непосредственно на платину, он производит, если этот металл используется, раствор хлорида платины в хлориде свинца; вследствие чего часть платины может пройти к катоду и тогда получить испорченный результат. Поэтому я искал и нашел в плюмбаго другое вещество, которое можно было бы безопасно использовать в качестве положительного электрода в таких телах, как хлориды, йодиды и т. д. Хлор или йод не действуют на них, но выделяются в свободном состоянии; а плюмбаго при данных обстоятельствах не реагирует на расплавленный хлорид или йодид, в который его погружают. Даже если несколько частиц свинца отделятся под действием тепла или механического действия выделившегося газа, они не могут причинить вреда хлориду.

Среднее из трех экспериментов дало число 100,85 в качестве эквивалента свинца. Химический эквивалент 103,5. Недостаток в моих опытах я приписываю растворению части газа в вольта-электрометре; но результаты не оставляют у меня сомнений в том, что и свинец, и хлор в этом случае выделяются в определенных количествах под действием данного количества электричества.

Примечания

0. Фарадей не использовал этот тип стопы. Примечания с 1 по 6 — это греческие слова, которые использовал Фарадей. Они скоро появятся.

7. Упомянутый закон утверждает «общее предположение о проводящей способности тел, как только они переходят из твердого состояния в жидкое».

Электролиз | Определение, использование и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Британника объясняет
  В этих видеороликах Британника объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Демистифицированные видео
  В «Демистификации» у «Британники» есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и многое другое.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.