Протекание электрического тока через раствор поваренной соли

Протекание электрического тока через раствор поваренной соли

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Твердовский А.А. 1

---

1МБОУ СОШ ЗАТО Видяево

Переродова А.Е. 1

---

1МБОУ СОШ ЗАТО Видяево

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Актуальность выбора темы

По своим электрическим свойствам вещества делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. Чистая вода является диэлектриком. Поваренная соль так же является диэлектриком. Раствор соли в воде — проводник. Меня, ученика 8 класса, ещё не изучавшего электродинамику в курсе школьной физики, заинтересовало данное явление.

В учебниках физики за 10 класс я нашел теоретическое обоснование процесса протекание тока через раствор соли в воде.

Поваренная соль – твёрдый полярный диэлектрик. Под действием растворителя – воды происходит расщепление молекул соли NaCl на отдельные ионы Na⁺ и Cl^—. Такой процесс получил название «электролитическая диссоциация». В результате в диэлектрике – воде появляются свободные носители заряда, что обеспечивает прохождение электрического тока через раствор.

Следовательно, чем больше в жидкости свободных носителей заряда, тем больше должна быть сила тока. Я решил проверить гипотезу на опыте, меняя условия эксперимента.

Гипотеза

Сила тока через раствор поваренной соли зависит только от массы растворенной соли.

Цель исследовательской работы

Исследование зависимости силы тока через раствор поваренной соли от массы соли, растворенной в воде при различных внешних условиях.

Задачи исследовательской работы

Собрать экспериментальную установку для исследования протекания тока через раствор поваренной соли.

Установить зависимость силы тока от массы соли, растворенной в воде, при различных внешних условиях эксперимента.

Обобщить полученные результаты, сделать вывод.

Объект исследования

– протеканиеэлектрического тока через раствор поваренной соли.

Предмет исследования

– зависимость силы тока от массы соли, растворенной в воде.

Методы исследования:

Изучение теории – знакомство с теоретическим материалом.

Сборка экспериментальной установки.

Эксперимент – установление зависимости силы тока через раствор поваренной соли от массы соли, растворенной в воде при различных внешних условиях.

Анализ и обработка полученных результатов.

Синтез – интерпретация и обобщение полученных в ходе эксперимента данных.

Практическая часть

Экспериментальная установка (приложение 1):

1) кювета,

2) один цинковый и два медных электрода,

3) источник питания,

4) амперметр, миллиамперметр,

5) мензурка,

6) электронные весы,

7) термометр,

8) линейка.

Кювета наполнялась водой из-под крана объёмом 100 мл. При погружении в воду электродов и замыкании ключа амперметр не регистрировал наличие тока в цепи. Далее кювета наполнялась водой с растворенной в ней солью. Соль предварительно взвешивалась на электронных весах. В кювету погружались электроды, через раствор соли протекал электрический ток. Сила тока измерялась амперметром.

Для проверки гипотезы были проведены эксперименты:

исследование зависимости силы тока от массы соли, растворённой в воде при замене материала, из которого изготовлены электроды,

исследование зависимости силы тока от расстояния между электродами и глубиной их погружения в раствор при постоянной массе соли, растворенной в воде.

Результаты экспериментов приведены в таблицах и на графиках.

Эксперимент 1

Исследование зависимости силы тока от массы соли,растворенной в воде при замене материала, из которого изготовлены электроды.

Расстояние между электродами r = 9см.

Опыт 1.1. Катод – медная пластина, анод – цинковая.

Таблица 1.1.

Номер опыта №	Масса соли m, г	Сила тока I, А
1	0	0
2	0,25	0,0225
3	0,5	0,05
4	0,75	0,1
5	1	0,125
6	1,25	0,15
7	1,5	0,18

График 1. 1.

Опыт 1.2. Катод – цинковая пластина, анод – медная.

Таблица 1.2.

Номер опыта №	Масса соли m, г	Сила тока I, А
1	0	0
2	0,25	0,02
3	0,5	0,038
4	0,75	0,07
5	1	0,1
6	1,25	0,13
7	1,5	0,15

График 1. 2.

Опыт 1.3. Катод – медная пластина, анод – медная пластина.

Таблица 1.3.

Номер опыта №	Масса соли m, г	Сила тока I, А
1	0	0
2	0,25	0,02
3	0,5	0,038
4	0,75	0,07
5	1	0,1
6	1,25	0,13
7	1,5	0,15

График 1. 3.

Вывод

Серия опытов показала, что сила тока через раствор соли имеет прямо пропорциональную зависимость от массы соли, растворенной в воде. Замена электродов не вносит существенного влияния в значения силы тока при данной массе растворенной соли.

При массе соли от 4г раствор стал насыщенным (соль не растворялась). Сила тока при этом во всех опытах достигла своего максимального значения I=0,66А и более не изменялась.

Было замечено, что с увеличением силы тока активность химических процессов на катоде возрастала. Раствор приобретал цвет от светло-зеленого до оранжевого, появлялись хлопья (приложение 2).

Эксперимент 2

Исследование зависимости силы тока от расстояния между электродами и глубиной их погружения в раствор при постоянной массе соли, растворенной в воде.

Катод – медная пластина, анод – цинковая. Масса растворенной соли m=0,5г.

Опыт 2.1. Изменение расстояния между электродами.

Таблица 2.1.

Номер опыта №	Расстояние между электродами r, см	Сила тока I, А
1	9	0,05
2	7,5	0,073
3	6	0,089
4	4,5	0,11

График 2. 1.

Опыт 2.2. Изменение глубины погружения электродов в раствор.

Таблица 2.2.

Номер опыта №	Глубина погружения электродов h, см	Сила тока I, А
1	1	0,015
2	2	0,0275
3	3	0,04

График 2. 2.

Вывод

Сила тока в растворе соли прямо пропорциональна глубине погружения электродов и имеет обратную зависимость от расстояния между электродами.

Заключение

Моя гипотеза подтвердилась частично.

Сила тока через раствор соли зависит не только от массы соли, растворенной в воде, но и от расстояния между электродами, глубины их погружения в раствор. Существует предел возрастания силы тока, зависящий от насыщения раствора соли.

Замена материала, из которого изготовлены электроды, не влияет на силу тока через раствор.

Практическая значимость

Работа может служить пособием учащимся 10-х классов при прохождении темы «Электрический ток в жидкостях».

Материал, изложенный в данной работе, можно использовать как пособие при проведении работ физического практикума в профильных классах и практических работ в рамках факультативных занятий.

Эксперимент, устанавливающий зависимость силы тока от расстояния между электродами и глубины их погружения в раствор может служить для учащихся 8-х и 10-х классов наглядной демонстрацией зависимости сопротивления проводников от длины проводника и площади его поперечного сечения.

Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Эвенчик Э.Е. «Физика 10 класс»

М.: Просвещение, 2010г.- 433с.

Касьянов В.А. «Физика 10. Профильный уровень» М.: Дрофа, 2013г.- 428с.

Перышкин А.В. «Физика 8» М.: Дрофа, 2013г. – 237с.

Сорокин А.В., Торгашина Н.Г., Ходос Е.А., Чиганов А.С. «Физика:

наблюдение, эксперимент, моделирование», М.: Бином, 2006г.-199с.

Приложения

Приложение 1. Экспериментальная установка.

Приложение 2. Внешний вид раствора соли при протекании через него электрического тока.

Просмотров работы: 3760

Электрический ток



Электрический ток

Электрический ток

Направленное (упорядоченное) движение свободных заряженных частиц в физике называют электрическим током. Одним из условий, необходимых для создания электрического тока в веществе, является наличие в веществе свободно движущихся заряженных частиц. Такие вещества называются проводниками. Рис. 1. Проводники и диэлектрики Экспериментально определить, является вещество проводником или нет, можно с помощью простого опыта. Соединяя заряженный электроскоп с незаряженным стержнями из различных веществ (для жидкостей и сыпучих материалов можно использовать полые стеклянные трубки с металлическими отводками), наблюдаем, проводит вещество заряд или нет. Проводники Диэлектрики Стержни изготовлены из следующего материала Сталь Янтарь Никелин Эбонит Графит Стекло Сырая древесина Сухая древесина Стеклянная трубка заполнена следующим веществом Вода из-под крана Дистиллированная вода    Раствор поваренной соли Сухая поваренная соль Таблица 1.  Проводники и диэлектрики Второе условие для получения электрического тока — это наличие электрического поля в проводнике, которое заставит дрейфовать свободные заряды в определенном направлении. Практически, для создания и поддержания электрического тока необходимо подключить проводник к источнику электрического тока.

Электрическое сопротивление поваренной соли | Физика Фургон

Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22.10.2007

Вопрос:

Каково электрическое сопротивление сухой поваренной соли при комнатной температуре?
— Джонатан
Уолтем

A:

Привет, Джонатан!

Я поискал это конкретное количество, и чем больше я оглядывался, тем больше сомневался. это очень сложно вопрос!

Самый простой ответ: сухая поваренная соль при комнатной температуре изолятор с очень высоким удельным сопротивлением. Хлорид натрия – это «ионное твердое тело», в котором ионы натрия и хлора чередуются в сетка в космосе. Каждый из атомов натрия отдал по одному электрону, а каждый атом хлора получил дополнительный электрон, и взаимное притяжение между положительным и отрицательным зарядами удерживает кристалл все вместе. Все доступные электронные состояния заполнены, и следующее вверх требуют столько энергии, что свободные электроны не могут попасть туда при комнатной температуре, потому что им не хватает энергии.

Одна из причин, по которой я скептически отношусь к котировкам измерений удельное сопротивление этого конкретного изолятора заключается в том, что добавление воды делает токопроводящий раствор. Вода растворяет твердое вещество и позволяет натрию и атомы хлора свободно перемещаются. NaCl «гигроскопичен», т. самопроизвольно поглощает воду из влажного воздуха, и так провести опыт правильно, нужно будет приготовить сухой образец NaCl (возможно, выпекание в атмосфере без воды). Если вода попала в трещины в кристалле, он может образовывать маленькие каналы, в которых ионы могут путешествовать. Даже если воды очень мало и каналы не подключить очень хорошо, он все еще может изменить удельное сопротивление на большой дробь, потому что для начала так мало. Или вода может сидеть на поверхности кристалла, образуя токопроводящую дорожку (которая может не быть все токопроводящим, но это будет лучше, чем проходить прямо через кристалл).

Другая особенность заключается в том, что кристаллы хлорида натрия нельзя идеально, но они часто пронизаны крошечными трещинами. Поваренная соль вероятно, худший пример, потому что он состоит из множества крошечных зерен поваренная соль. Электричество, протекающее через такой материал, должно прыгать с одного зерна к следующему, через углы, где соприкасаются кристаллы. Большой кристалл с трещиной в нем повлияет на электропроводность. В В этом случае немного подбрасывается: электрический ток, протекающий в воздух вокруг кристаллов на самом деле может быть больше, чем текущий течет сквозь кристаллы, потому что поваренная соль такая хорошая изолятор.

Поваренная соль плавится при 801 C и становится электрическим проводником при такой температуры, потому что ионы могут проходить через жидкость.

Том Дж.

(опубликовано 22.10.2007)

Последующее наблюдение на этом ответе

Связанные вопросы

• Плазма и электричество

• Сопротивление растягиваемого провода

• 444444 40002. детектор

• зависимость сопротивления от температуры

• озонированная дистиллированная вода

• Экранирование низкочастотных микроволн

• Почему дипольный момент всегда от отрицательного заряда к положительному?

• электропроводность шелка

• магнитосопротивление соленой воды?

• измерение электропроводности с помощью лампочки

Все еще интересно?

Вопросы и ответы по Expore в связанных категориях

• Проводимость и сопротивление

Соль проводит электричество? (Отвечено)

Если в вашей еде недостаточно соли, она невкусная. Задумывались ли вы когда-нибудь о том, имеет ли обычная поваренная соль другие свойства и применение, помимо улучшения вкуса пищи? Например, соль проводит электричество?

В этой статье мы ответим на разные вопросы, в том числе и на этот. Если поваренная соль, соленая вода, расплавленная соль или твердая соль проводят электричество, мы сообщим вам об этом. Было бы полезно знать, проводит ли соль тепло и проводит ли она электрический ток, когда растворяется в воде.

Читайте: Проводит ли латунь электричество?

Содержание

• Является ли соль проводящей?
• Солёная вода проводит электричество?
• Почему соль проводит электричество?
• Проводит ли поваренная соль электричество?
• Расплавленная соль проводит электричество?
• Твердая соль проводит электричество?
• Является ли соль проводником тепла?
• Проводит ли соль электричество при растворении в воде?
  • Часто задаваемые вопросы
  • Почему раствор сахара не проводит электричество, а соль проводит?
  • Может ли деионизированная вода проводить электричество?
  • Может ли соленая вода питать лампочку?
  •  Является ли соленая вода магнитной?
    • Заключение

Является ли соль проводящей?

Соль в твердом состоянии не проводит электричество. Соль включает ионы, которые функционируют как заряженные частицы, но эти ионы не являются свободными. Решетчатая структура улавливает ионы, не позволяя им свободно двигаться и проводить ток. Сильные силы между частицами используются для связывания ионов вместе. Они не могут нести электрический заряд в этом твердом состоянии.

Каждый атом натрия связан с атомом хлора в соли (хлориде натрия). В результате того, что атом хлора получает электрон от атома натрия, атом хлора имеет небольшой отрицательный заряд. Напротив, атом натрия имеет небольшой положительный заряд. В результате этого процесса образуется ионная связь.

Электроны не могут вырваться из-за прочности ионной связи.

Солёная вода проводит электричество?

Электричество проводит в соленой воде. Хлорид натрия — это название поваренной соли в твердом виде. В воде хлорид натрия растворяется и разделяется на натрий (Na+) и хлорид (Cl–). Два заряженных иона имеют неограниченное движение в растворимом состоянии. Ионы свободно перемещаются и несут заряд, способный проводить электричество.

Когда электроды добавляются в раствор соленой воды, положительные и отрицательные ионы перемещаются к положительным и отрицательным электродам. Электрический ток может свободно проходить через соленую воду благодаря неограниченной миграции ионов к противоположным концам электродов.

Электричество в соленой воде проводится по закону притяжения между противоположными зарядами. Отрицательные ионы хлора притягиваются к водороду, положительному выводу, когда соль растворяется в воде. Ионы натрия притягиваются к кислороду в соленой воде, потому что он действует как отрицательный полюс.

Раствор морской воды должен образовывать стабильное ионное соединение. Следовательно, атом натрия отдает электрон хлору.

Почему соль проводит электричество?

Хлор и натрий составляют твердую соль. Один свободный электрон удерживается атомами натрия, которые легко отдают его, образуя положительный ион. Напротив, хлор всегда готов принять один электрон, чтобы стать отрицательно заряженным, потому что ему нужен еще один, чтобы закончить свою внешнюю оболочку. Электроны натрия не могут свободно мигрировать, когда он твердый.

Однако по мере плавления или растворения твердой соли ситуация меняется. Электроны натрия могут свободно принимать теперь, когда электроны хлора могут свободно двигаться. Вероятность электропроводности возникает, когда электроны находятся в движении.

Проводит ли поваренная соль электричество?

Хлорид натрия, называемый поваренной солью или NaCl, представляет собой изолятор, который не проводит электричество. Чтобы соль проводила электричество, ее ионы должны свободно двигаться. Ионы твердой соли не могут свободно двигаться, потому что они связаны решеткой, которая не позволяет им проводить электричество.

Прочтите: Проводит ли вольфрам?

Расплавленная соль проводит электричество?

Расплавленная соль проводит электричество. При нагревании хлорида натрия (поваренной соли) молекулы соли распадаются на ионы. После этого ионы могут проводить электричество. Только при 1474 ° F (801 ° C) хлорид натрия может расплавиться и стать жидкостью. Расплавленная соль стабильна и течет, как вода. Он проводит электричество так же, как если бы он был растворен.

Плавленую соль, также известную как расплавленная соль, можно получить, расплавив хлорид натрия при температуре докрасна. Хотя расплавленная соль обладает той же теплоемкостью, что и вода, при сжатии она снова замерзает в твердую массу, в отличие от воды. Таким образом, только когда расплавленная соль жидкая, она проводит электричество.

Атомы хлора и натрия реакционноспособны в расплавленной соли. Поскольку натрий настолько электроположителен, он всегда готов отдать электроны. Хлор всегда готов принять электрон, потому что он электроотрицательный. Из-за этого, как только электроны в расплавленной соли могут свободно течь, они без труда проводят электричество.

Расплавленная соль применяется в следующих отраслях промышленности, поскольку она проводит электричество.

• Расплавленная соль дает большинство цветных (нежелезных) металлов, таких как алюминий и титан.
• Топливные элементы могут напрямую использовать углеродосодержащее топливо (метанол, бензин) для производства электроэнергии.
• Используются для очистки металлов от примесей.

Твердая соль проводит электричество?

Твердая соль не проводит электричество. Материал должен позволять своим заряженным частицам свободно перемещаться внутри него, чтобы проводить электричество. Соль состоит из заряженных частиц; однако они не могут свободно двигаться. Однако электростатические силы удерживают ионы, когда соль твердая. Соль не может проводить электричество, потому что заряженные частицы не могут свободно двигаться.

Является ли соль проводником тепла?

Водный раствор, в отличие от твердой соли, является проводником тепла. Ионы в соленой воде, которые поступают из растворенной твердой соли, ионного вещества, позволяют ей передавать тепло. Соль растворяется в ионы, которые хорошо функционируют как носители заряда. Тепло может поглощаться солью, когда она находится в жидком или расплавленном состоянии.

Температура, при которой соль становится жидкостью, составляет 1473,4°F (800,8°C), что соответствует температуре плавления соли. Соль испаряется при температуре 2669° F (1465 ° C), что является его температурой кипения. Вы можете заметить, что для того, чтобы соль поглотила достаточно тепла для перехода в фазу, она должна иметь высокие температуры. Следовательно, соль в твердом состоянии является плохим проводником тепла.

Однако, когда твердая соль плавится или растворяется, захваченные ионы освобождаются и вибрируют, выделяя тепло. Поскольку соль поглощает тепло, она снижает температуру замерзания льда и воды. Увеличение глобального потепления связано с тем, что соленая вода имеет отличные характеристики поглощения и поглощает больше тепла, чем пресная вода.

Читайте: Титан проводит электричество?

Проводит ли соль электричество при растворении в воде?

При растворении в воде соль может проводить электричество — вода функционирует как полярная молекула. Отрицательный конец (кислород) притягивает положительный ион натрия, тогда как положительный конец (водороды) притягивает отрицательный ион хлора. Положительные и отрицательные ионы теперь свободно плавают после отделения от молекулы соли. Когда молекула соли расщеплена, ее электроны могут свободно двигаться, проводя электричество.

Ионы Na+ и Cl- составляют ионное твердое вещество, известное как соль. И чистая вода, и соли в твердом состоянии являются плохими проводниками электричества. Ионы в соли становятся подвижными и могут проводить электрический ток, когда соль растворяется в воде.

В воде ионные соединения, такие как соль, расщепляются на заряженные ионы и притягиваются к электроду с противоположными зарядами.

Часто задаваемые вопросы

Почему раствор сахара не проводит электричество, а соль проводит?

Поскольку его ионы могут свободно двигаться, раствор соли проводит электричество. При растворении натрия в воде образуются ионы хлора и натрия. Проводя электричество, положительные ионы натрия мигрируют к отрицательному электроду, а отрицательные ионы хлора перемещаются к положительному электроду.

С другой стороны, вода растворяет сахар, создавая молекулы сахара. Молекулы сахара не могут мигрировать к противоположным концам электродов, как ионы соли, потому что они нейтральны и незаряжены.

Может ли деионизированная вода проводить электричество?

Деионизированная вода — это вода, из которой растворенные ионы были удалены или заменены химиками с помощью метода, называемого ионным обменом. Когда вода лишена ионов, она не может проводить электричество. Ионы могут двигаться в воде, а голые электроны — нет. Следовательно, только ионы в воде могут обеспечить проводимость воды.

Может ли соленая вода питать лампочку?

Да, лампочка загорится, когда электроды будут погружены в соленую воду, потому что соль выделяет ионы, которые действуют как переносчики для прохождения энергии. У вас есть замкнутая цепь, когда батарея подключена, а электроды соприкасаются. Электроны текут от положительной клеммы батареи к отрицательной. Поток — это то, что заставляет лампочку светиться.

Но то, какой ток проходит через цепь и даже насколько ярко горит лампочка, зависит от того, сколько соли содержится в соленой воде. Когда вы используете обычную воду, лампочка не загорится, так как нет среды для проведения электричества.

 Является ли соленая вода магнитной?

В присутствии электромагнита сильная проводимость морской воды заставляет ее генерировать движущееся магнитное поле. Магнитное поле, создаваемое соленой водой, вызывает нерегулярные колебания давления и расхода воды.