Вещества которые не проводят электрический ток называются: Вещества которые не проводят электрический ток называются — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Как называют вещества, которые проводят электрический ток? Как называют вещества, которые не

1. Проводники
2. Диэлектрики
3. Частицы, способные переносить заряд
4. В металлах, в растворах, полупроводниках, плазме
5. Электроны(Электронный газ)
6. 0
7.разноименные заряды, входящие в состав атомов (или молекул), которые на могут перемещаться под действием электрического поля независимо друг от друга
8.Возникновение суммарного дипольного момента молекул, отличного от нуля, при внесении диэлектрика в электрическое поле
9.Поляризация не изменяет суммарного заряда в любом макроскопическом объеме внутри однородного диэлектрика
10.Находиться по стенкам шарика
11.Помещение приборов, чувствительных к электрическому полю, внутрь замкнутой проводящей оболочки для экранирования от внешнего электрического поля.
Металлическая сетка может надежно защитить особо огнеопасное помещение, например пороховой склад, от удара молнии.
12.Неполярные диэлектрики. Полярные диэлектрики. Кристаллические диэлектрики. Отличаются видом кристаллической решетки.
13.Положительные заряды скапливаются на одной стороне, а отрицательные — на противоположной. Перераспределение зарядов будет происходить до тех пор, пока поле, созданное этими зарядами, не скомпенсирует внешнее поле.
14.Связанные заряды создают электрическое поле которое внутри диэлектрика направлено противоположно вектору напряженности внешнего поля.
15.Физическая величина, равная отношению модуля напряженности внешнего электрического поля в вакууме к модулю напряженности полного поля в однородном диэлектрике, называется диэлектрической проницаемостью вещества.
16.
17.Дело в том, что электрическое поле вокруг заряженных тел неоднородно: чем ближе к заряженному телу, тем больше напряженность поля.Когда незаряженный предмет вносят в электрическое поле, на поверхности предмета появляются связанные заряды противоположных знаков. В результате на разные части предмета со стороны поля будут действовать противоположно направленные силы.

18.Будет, объяснение в прошлом вопросе.
19.

Диэлектрики Диэлектриками называются вещества, которые не проводят электрический ток

Диэлектрики

Диэлектриками называются вещества, которые не проводят электрический ток. Диэлектрики также называют изоляторами. В диэлектриках, в отличие от проводников, нет свободных носителей заряда – заряженных частиц, которые могли бы прийти под действием электрического поля в упорядоченное движение и образовать ток проводимости. Точнее, у диэлектриков концентрация свободных носителей заряда в раз меньше, чем у проводников.

При внесении диэлектрического стержня в однородное электростатическое поле, он будет поворачиваться, стремясь расположиться нормально силовым линиям поля. Если поле неоднородно, то стержень будет не только поворачиваться, но и втягиваться в область более сильного поля. Это поведение похоже на поведение металлического стержня. Однако если в момент нахождения в электростатическом поле стержень разделить пополам, то каждая часть будет вести себя также. Это поведение можно объяснить, допустив, что в диэлектрике возникают наведeнные заряды. Однако их нельзя снять. В отличие от свободных зарядов проводников, заряды диэлектриков являются связанными.

Все молекулы диэлектрика электрически нейтральны: суммарный заряд электронов и атомных ядер, входящих в состав молекулы, равен нулю. В первом приближении молекулу можно рассматривать как электрический диполь с дипольным электрическим моментом, , где q – суммарный положительный заряд всех атомных ядер в молекуле, а – вектор, проведeнный из «центра тяжести» электронов в молекуле в «центр тяжести» положительных зарядов атомных ядер. Как всякий электрический диполь, молекула создаeт электрическое поле.

Диэлектрик называется неполярным (диэлектриком с неполярными молекулами), если в отсутствие внешнего электрического поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов в молекуле этого диэлектрика совпадают и дипольные моменты молекул равны нулю (и другие). Во внешнем электрическом поле происходит деформация электронных оболочек атомов и молекул. «Центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов смещаются друг относительно друга . Неполярная молекула при этом приобретает во внешнем электрическом поле индуцированный (наведeнный) дипольный электрический момент, пропорциональный напряжeнности поля :

где – поляризуемость молекулы, зависящая только от объeма молекулы. Неполярная молекула подобна квазиупругому диполю, длина плеча которого пропорциональна растягивающей силе, т.е. пропорциональна напряженности внешнего электрического поля. Тепловое движение неполярных молекул никак не влияет на возникновение у них индуцированных дипольных электрических молекул: векторы всегда совпадают по направлению с вектором , а поляризуемость не зависит от температуры.

Полярным диэлектриком (диэлектриком с полярными молекулами) называется такой диэлектрик, молекулы или атомы которого имеют электроны, расположенные несимметрично относительно атомных ядер ( и др.). В таких молекулах «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают даже в отсутствие внешнего электрического поля. Молекулы полярных диэлектриков по своим свойствам подобны жестким диполям, у которых имеется постоянный (по модулю) электрический дипольный момент .

В однородном внешнем электрическом поле на жeсткий диполь действует пара сил, вращательный момент которой равен:

Если диполь находится в неоднородном поле, то на него кроме вращающего момента действует и результирующая сила:

Поляризация диэлектриков

Если полярный диэлектрик не находится во внешнем электрическом поле, то в результате теплового движения молекул векторы и дипольных моментов ориентированы хаотически, а сумма дипольных моментов всех молекул, содержащихся в любом макроскопически малом объеме диэлектрика, равна нулю.

В неполярном диэлектрике, не находящемся во внешнем электрическом поле, равны нулю дипольные моменты каждой отдельной молекулы.

При внесении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит поляризация диэлектрика, состоящая в том, что в любом малом его объеме возникает отличный от нуля суммарный дипольный момент молекул. Диэлектрик в таком состоянии называется поляризованным. В зависимости от строения молекул или атомов диэлектрика различают три типа поляризации:

а) Ориентированная поляризация полярных молекул.

При этом возникает преимущественная ориентация дипольных электрических моментов молекул вдоль поля, возрастающая с увеличением напряженности электрического поля и с уменьшением температуры.

б) Электронная (деформационная) поляризация неполярных диэлектриков. Под действием внешнего электрического поля возникают индуцированные дипольные моменты, направленные вдоль поля. Тепловое движение молекул не оказывает влияния на электрическую поляризацию.

в) Ионная поляризация, имеющих ионную кристаллическую решетку.

Количественной мерой поляризации диэлектрика служит вектор поляризованностью . Поляризованностью (вектором поляризации) называется отношение электрического дипольного момента малого объема диэлектрика к величине этого объeма:

где – электрический дипольный момент i-й молекулы, n – общее число молекул в объеме . Этот объем должен быть столь малым, чтобы в его пределах электрическое поле можно было считать однородным. Число молекул n в объем должно быть достаточно велико, для того, чтобы к ним можно было применить статистические методы исследования.

Для неполярного диэлектрика в электрическом поле напряженности :

где – концентрация молекул, – индуцированный дипольный момент одной молекулы, – относительная диэлектрическая восприимчивость вещества (безразмерная величина).

Для полярного диэлектрика в электрическом поле:

где – среднее значение вектора дипольного момента для всех молекул n, содержащихся в малом .

Для случая поляризации диэлектриков в слабых электрических полях:

причем , где k – постоянная Больцмана, Т – термодинамическая температура.

Эти формулы справедливы для электрически изотропных диэлектриков. Для них –скалярная величина, совпадает с направлением . Если диэлектрик анизотропен, то его – величина тензорная. Вектора и коллинеарны лишь в определенных направлениях .

Рассмотрим кусок однородного диэлектрика, имеющего форму косого параллелепипеда. Поместим его в однородное электрическое поле, направленное параллельно боковым ребрам. На основаниях параллелепипеда появятся поляризованные заряды с поверхностной плотностью . На боковых гранях поляризованных граней не возникнет.

S – площадь основания, – дипольный момент диэлектрика, – вектор поляризации, .

Следовательно: . Домножим данное выражение скалярно на : – эта формула справедлива в общем случае. Поверхностная плотность поляризационных зарядов равна проекции вектора поляризации на внешнюю нормаль.

Вычислим поляризационный заряд, поступающий через замкнутую поверхность S в объем V при поляризации: . При однородной поляризации: . Запишем теорему Гаусса в случае существования свободных и поляризационных зарядов:

. Но ; , – электрическое смещение (электрическая индукция).

Теорема Гаусса для диэлектриков:

Дифференциальная форма теоремы Гаусса:

Используя, что , запишем: ; – относительная диэлектрическая проницаемость среды.

Электромагнитное поле

Ранее были рассмотрены основные законы электрических и электромагнитных явлений: теорема Остроградского-Гаусса, закон полного тока и закон электромагнитной индукции. Эти законы являются обобщением экспериментальных фактов. Они позволяют решать основную задачу, возникающую при изучении электромагнитных явлений: по заданному распределению зарядов и токов определить созданные ими в каждой точке пространства электрические и магнитные поля.

В конце 60-х годов XIX столетия Максвелл, основываясь на идеях Фарадея об электрическом и магнитном полях, обобщил законы, установленные экспериментальным путем, и разработал законченную теорию единого электромагнитного поля, создаваемого системой зарядов и токов.

Теория Максвелла – теория феноменологическая. Это значит, что внутренний механизм явлений, происходящих в среде и вызывающих появление электрических и магнитных полей, в теории не рассматриваются.

Электрические и магнитные свойства среды характеризуются в теории Максвелла тремя величинами: относительной диэлектрической проницаемостью , относительной магнитной проницаемостью и удельной электропроводностью .

Теория Максвелла является макроскопической теорией электромагнитного поля. В ней рассматриваются электрические и магнитные поля, создаваемые макроскопическими зарядами и токами, то есть зарядами, которые сосредоточены в объемах, значительно больших, чем объемы отдельных атомов и молекул. Кроме того, предполагается, что расстояние от источников полей до рассматриваемых точек пространства также во много раз больше размеров молекул. Поэтому заметные изменения полей, исследуемых в теории Максвелла, возможны только на протяжении расстояний, огромных по сравнению с размерами атомов и молекул.

В действительности, макроскопические заряды и токи представляют собой совокупности микроскопических зарядов и токов, которые создают свои электрические и магнитные поля, непрерывно изменяющиеся в каждой точке пространства. Поэтому и результирующие электрические и магнитные поля всегда переменны. Эти поля получили название микрополей. Следовательно, в теории Максвелла рассматриваются усредненные электрическое и магнитное поля, причем усреднение соответствующих микрополей производится для интервалов времени, значительно больших периодов обращения или колебания элементарных зарядов, и для участков поля, объемы которых во много раз больше объемов атомов и молекул.

Теория Максвелла основана на том, что электрические и магнитные взаимодействия происходят при посредстве электрических и магнитных полей, в которых они распространяются с конечной скоростью. Огромное значение имело открытие Максвеллом того факта, что скорость распространения электрических и магнитных взаимодействий равна скорости света в данной среде. Теория Максвелла – теория близкодействия.

Первое уравнение Максвелла

(закон электромагнитной индукции)

При изучении электромагнитной индукции подчеркивалось, что индуцированная ЭДС вихревого электрического тока определяется изменением магнитного потока: поскольку , то по времени должна быть записана частная производная, если площадка неподвижна и недеформируема.

, но в силу потенциальности поля.

– первое уравнение Максвелла в интегральной форме.

Магнитный поток рассчитывается через произвольную поверхность , опирающуюся на контур , по которому берется циркуляция напряженности электрического поля. Максвелл предложил считать, что полученное выражение справедливо для любого другого замкнутого контура, произвольно выбранного в переменном магнитном поле: циркуляция вектора напряженности электрического поля по произвольному замкнутому контуру равна взятой с отрицательным знаком скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную контуром.

Второе уравнение Максвелла

(обобщенный закон полного тока)

Из закона полного тока

где – токи, охватываемые контуром , следует, что источником магнитного поля являются упорядоченно движущиеся электрические заряды (электрический ток). Максвелл предположил, что помимо токов, связанных с упорядоченным движением зарядов, источником возникновения магнитного поля является также переменное электрическое поле. Действительно, по теореме Остроградского-Гаусса:

где – алгебраическая сумма электрических зарядов, охватываемых замкнутой поверхностью; – вектор индукции электрического поля ( – вектор поляризации, – относительная диэлектрическая проницаемость среды, – вектор напряженности электрического поля, ).

Продифференцируем записанное уравнение по времени: – правая часть этой формулы имеет размерность силы тока. Но: , поэтому – называют плотность тока смещения.

Ток смещения – численное значение нормальной составляющей плотности тока, обусловленного не движением свободных электрических зарядов (ток проводимости), а изменением во времени электрического поля. Именно существование тока смещения обуславливает существование в разомкнутой цепи (конденсатор) переменного тока.

В 1876 году английский физик Генри Роуланд показал на опыте, что ток, создаваемый движущимся заряженным телом (конвенционный ток) связан с таким же магнитным полем, как равный ему ток в неподвижном проводнике. Позже в 1903 году русским ученым А.А.Эйхенвальдом экспериментально изучено магнитное поле тока смещения и тока поляризации.

– второе уравнение Максвелла в интегральной форме.

Циркуляция напряженности магнитного поля по произвольному контуру L равна полному току (смещения и проводимости), пронизывающему любую поверхность S, опирающуюся на этот контур.

Третье уравнение Максвелла

(теорема о потоке электрического смещения)

Поток вектора электрического смещения , через произвольную замкнутую поверхность S, охватывающую свободные заряды q, равен алгебраической сумме последних:

;

– третье уравнение Максвелла в интегральной форме.

где – объемная плотность заряда.

Четвертое уравнение Максвелла

(теорема о магнитном потоке)

Магнитный поток через произвольную замкнутую поверхность всегда равна нулю:

– четвертое уравнение Максвелла в интегральной форме.

Это означает, что поле вектора является чисто вихревым (или, что не существует магнитных зарядов).

Дифференциальная форма уравнений Максвелла

Чаще используется дифференциальная форма записи уравнений Максвелла, которая позволяет описать электромагнитное поле в любой точке пространства. Для получения уравнений Максвелла в дифференциальной форме используем теорему Остроградского-Гаусса и теорему Стокса.

Теорема Остроградского-Гаусса:

;

Теорема Стокса:

Поскольку объем и площади интегрирования произвольны, то должны быть равны подинтегральные функции:

; ;

;
Число переменных 6 (1 скалярная величина и 5 векторных величин). Максвелл ввел, три характеристики среды – электропроводность, – диэлектрическая проницаемость, – магнитная проницаемость и уравнения, связывающие эти характеристики с векторами электромагнитного поля (материальные уравнения):

, , .

Полученная система уравнений является полной:

;

Эту систему уравнений дополняют уравнением, выражающим силовое взаимодействие зарядов, токов и магнитных полей:

Материалы которые проводят электрический ток

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые хорошо проводят электрический ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.

Полупроводники

Полупроводники, что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: диоды, светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, гр афен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики, вещества не способные проводить электрический ток. К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д. Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R, единица измерения [Ом] и проводимость, величина обратная сопротивлению. Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом. У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

Найден металл, который пропускает электрический ток без производства тепла.

Наличие такого свойства у металла противоречит закону Видемана-Франца.

Недавно исследователи из США сообщили об открытии металла, который проводит электричество и при этом практически не проводит тепло – невероятно полезное свойство, которое совершенно не соответствует сложившемуся представлению о том, как работают проводники.

Существование такого свойства у металла противоречит закону Видемана-Франца, который гласит, что хорошие проводники электричества также будут пропорционально хорошими проводниками тепла. Например, по этой причине моторы или различные электрические бытовые приборы нагреваются при их регулярном использовании и их необходимо охлаждать.

Исследователи показали, что такой закон совершенно не применим к двуокиси ванадия (VO₂) – вещество, которое уже хорошо известно учёным благодаря странной способности «переключаться» между состояниями прозрачного диэлектрика и электропроводящего металла при температуре 67 градусов по Цельсию.

«Совершенно неожиданная находка, — говорит ведущий автор исследования материаловед Цзюньцяо У (Junqiao Wu) из Калифорнийского университета в Беркли. – Она демонстрирует серьёзное нарушение в хрестоматийном законе, который считался неопровержимым для обыкновенных проводников. Открытие имеет фундаментальное значение для понимания основ электронного поведения новых проводников».

Примечательно, что исследование учёных не только поможет узнать больше о неожиданных свойствах проводников, но оно также может пригодиться и в быту. Например, такой металл однажды можно было бы использовать для преобразования отработанного тепла из двигателей или электронных приборов обратно в электричество, или создавать улучшенные оконные покрытия, которые смогут сохранять прохладу в зданиях.

Специалисты уже знают о некоторых других материалах, которые проводят электричество лучше, чем тепло. Но они демонстрируют такие свойства только при температурах в сотни градусов ниже нуля по Цельсию (что довольно непрактично для любого реального применения). В то же время двуокись ванадия является проводником только при температурах выше комнатной. Следовательно, ему можно найти больше применений на практике.

Отмечается, что учёные, изучая это странное свойство вещества, наблюдали за тем, как движутся электроны внутри кристаллической решётки двуокиси ванадия, а также определяли, сколько при этом вырабатывается тепла. Выяснилось, что теплопроводность VO2 была в десять раз меньше, чем значение, предсказанное законом Видемана-Франца.

Причина этому, как представляется, может крыться в том, что «электроны оксида ванадия двигались в унисон друг с другом, как жидкость, а не как отдельные частицы в обыкновенных металлах», считает У.

«Для электронов тепло – это случайное движение. Обыкновенные металлы эффективно переносят тепло, поскольку существует множество различных возможных микроскопических конфигураций, между которыми отдельные электроны могут переключаться, — поясняет учёный. – Напротив, согласованное движение электронов в двуокиси ванадия пагубным образом сказывается на передаче тепла из-за меньшего количества конфигураций, между которыми электроны смогли бы «перепрыгивать».

Исследователи также смешивали диоксид ванадия с другими металлами, чтобы таким образом «настроить» объём тока и тепла, которое вещество проводило. Такие возможности очень пригодились бы для будущих применений, добавляют учёные.

Например, когда специалисты добавляли металл вольфрам к двуокиси ванадия, они снижали температуру, при которой материал становился металлическим, а также делали его лучшим проводником тепла.

Но в любом случае учёным предстоит провести ещё много исследований прежде, чем интересный материал найдёт применение в обычной жизни. Первые результаты научной работы и описание необычных свойств двуокиси ванадия опубликованы в научном издании Science.

Добавим, что ранее оказалось, что графен проводит электричество в 10 раз лучше, чем предсказывала теория.

Из школьного курса физики известно, что электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. При этом должно соблюдаться как минимум два условия — это наличие свободных носителей заряда и присутствие электрического поля. Рассмотрим более подробно какие вещества проводят электрический ток, и какие условия для этого должны быть созданы.

Общим для всех вариантов будет обязательное наличие поля, только в этом случае возможно создание силы, которая будет приложена к заряду для его перемещения от одного электрода к другому.

Способность различных веществ проводить электрический ток

Если не принимать во внимание физическое состояние, то все материалы можно условно разделить на три группы по степени проводимости электричества:

Рассмотрим каждый случай более подробно.

Проводники

К этой группе можно отнести вещества, которые проводят электрический ток великолепно. Это – металлы, электролиты и ионизированные газы.

Металлы как проводники электрического тока

Первая подгруппа веществ имеет кристаллическую решетку и отличается большим наличием свободных электронов, которые и являются носителями заряда при создании соответствующих условий, в частности электрического поля. Их расплавы проводят электрический ток не хуже, чем в твердой фазе. Не стоит забывать, что металлы могут быть и в жидком состоянии, примером чего является ртуть. Но наибольшее распространение, в качестве проводников, получили твердые фазы этих веществ. При взаимодействии с кислородом металл образуют оксиды, которые проводят электрический ток только при определенных условиях и по своей сути являются полупроводниками. Речь о них пойдет ниже. Из металлов отличной электропроводностью обладают медь, алюминий, железо, серебро и др.

Жидкие проводники электрического тока

Под жидкими проводниками понимают кислоты, растворы, электролиты, которые проводят электрический ток. Носителем заряда в данных случаях являются ионы. Необходимо отметить, распространенное убеждение что вода является проводником, в корне неверно. Когда Н₂О находиться в чистом состоянии, свободные ионы в ней отсутствуют. Если при помещении в воду электродов наблюдается протекание электрического тока, то это говорит только о том, что в данном случае мы имеем дело с раствором какого-либо вещества.

Полупроводники

Это особая группа веществ, которая проводит электрический ток при создании определенных условий. В кристаллической решетке полупроводников наблюдается крайне ограниченное наличие свободных носителей зарядов. Но при создании соответствующих условий, например, при воздействии света, понижении или повышении температуры, или каких-либо специфических факторов количество освобожденных носителей возрастает.

Вещества, которые проводят электрический ток и относятся к группе полупроводников обладают одной особенностью – под воздействием внешних факторов связанные электроны покидают свое место, и образуют т.н. «дырку». Она имеет положительный заряд. При создании электрического поля электроны и «дырки» двигаются навстречу друг другу, образуя электрический ток. Такая особенность называется электронно-дырочной проводимостью. Наиболее распространенными полупроводниками считаются кремний, германий, селен, галлий, теллур и т.д.

Диэлектрики

В диэлектриках свободные носители заряда отсутствуют. Протекание электрического тока в таких веществах невозможно при стандартных внешних условиях. Наиболее популярными материалами, которые не проводят электрический ток является слюда, керамика, резина и каучуки.

Также к ним можно отнести воздух и определенные виды газов, но для них, определяющим будет являться степень загрязнения. При наличии достаточного количества свободных ионов, диэлектрические свойства они утрачивают. Таким образом нельзя слепо полагаться что какое-либо вещество является абсолютным диэлектриком и не проводит электричество. При определенных обстоятельства большая часть веществ, заведомо считающихся диэлектриками могут приобретать свойства полупроводников.

Так, например, оксид железа, который в обычных условиях препятствует протеканию электрического тока, при повышении давления и температуры переходит в состояние проводимости, при этом внутренняя его структура не нарушается.

Подводя итоги, отметим что качественное различие веществ, пропускающих или препятствующих протеканию электрического тока является их проводящее состояние. Для металлов оно является постоянным, а для диэлектриков и полупроводников возбужденной фазой. Количественное определение проводимости выражается через удельное электрическое сопротивление.

Какие вещества проводят электрический ток

Из физики известно, что электрический ток – это направленное движение электрически заряженных частиц. Разные вещества проводят электрический ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества делятся на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут проходить от заряженного тела к незаряженному, в проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц. Хорошие проводники электричества – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и некоторые виды органических веществ. Тело человека также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом. Зарядим электроскоп с помощью эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится Затем дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка тотчас вернётся в исходное положение – к нулю. Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В данном опыте с небольшим зарядом это не опасно, но ощутимо «щёлкает» по пальцам. А большие заряды и токи опасны для жизни и здоровья.

Из металлов лучшие проводники электричества – серебро, медь, алюминий. Даже в обычной водопроводной воде растворено столько всевозможных солей, что она является весьма хорошим проводником, и об этом нельзя забывать, работая с электрооборудованием в условиях повышенной влажности иначе можно получить весьма ощутимый удар током, это опасно.

Проходя через живой организм электрический ток производит разные действия: термическое – ожоги определённых участков тела, нагрев кровеносных сосудов, крови, нервов; электролитическое (или химическое) – разложение крови и других органических жидкостей; биологическое – раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. В результате всего этого могут возникнуть различные нарушения в организме вплоть до полной остановки работы сердца и лёгких.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному, так как в диэлектриках очень мало свободных заряженных частиц. Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы), стекло, плексиглас, сухое дерево и бумага. Изготовленные из диэлектриков тела называются ИЗОЛЯТОРАМИ (от итальянского слова ИЗОЛЯРО – уединять).

Проводники служат для передачи на расстояние электрической энергии (электрического тока), именно из них, в основном, изготавливаются высоковольтные электрические кабели, бытовая электропроводка. Изоляторы используются для обособления, изолирования проводников и обеспечения безопасности людей при работе с электроприборами. Для передачи электроэнергии необходимо собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электрической энергии, проводники, по которым от этого источника электрический ток поступает к потребителям электрической энергии, и сами потребители.

При проведении опытов по электричеству всегда используются и проводники, и диэлектрики. Например, используя два электроскопа, мы зарядили один из них отрицательным зарядом, полученным на эбонитовой палочке при её трении о шерсть. При этом стрелка электроскопа отклонилась, показывая наличие заряда на нём. Если затем взять металлический стержень на изолирующей пластмассовой рукоятке и соединить заряженный электроскоп с незаряженным, то по проводящему ток стержню заряды частично перейдут на второй электроскоп , а вот разрядки электроскопа, как в случае его касания голой рукой, не происходит, так как рукоятка не проводит ток к руке человека. Именно поэтому рукоятки различных инструментов, например отвёрток, плоскогубцев, кусачек, делают из непроводящих материалов.

Основные меры защиты от поражения электрическим током:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения,

• защитное заземление, защитное отключение электроприборов;

• использование по возможности низких напряжений, особенно во влажных помещениях;

• применение двойной изоляции.

Знание и соблюдение правил техники безопасности при работе с электрическим током и различными электроприборами обязательно и для взрослых, и для детей. Чтобы учащимся младших классов было легче запомнить эти правила, можно использовать различные запоминающиеся плакаты, стихи. Примеры я подобрал из различных источников, кое-что придумал сам и оформил как советы по электробезопасности в приложении 1 к моей работе. В приложении 2 приведены меры первой помощи при поражении электрическим током.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Электропроводность веществ можно испытать с помощью специального прибора, но мы использовали обычную электрическую цепь. Главный элемент любой электрической цепи – источник электрического тока. Без него электрическая цепь не будет работать. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и других электроприборов – потребителей электрической энергии, то вы, по сути, подключаетесь к электростанции – производителю этой электроэнергии.

Для того чтобы проверить электропроводность твердых веществ, я собрал электрическую цепь , в которую входили: источник тока, ключ для замыкания и размыкания цепи, лампа для того, чтобы проверить, есть ток или нет, и контакты для подключения вещества в цепь.

Когда контакты помещают в вещество, становится ясно, проводит ли это вещество ток. Если вещество проводит электрический ток, цепь замыкается, и лампочка загорается . Если вещество неэлектропроводно, цепь остается разомкнутой, и лампочка не горит.

Опыт 1. Исследование твердых веществ.

В таблице 1 указаны десять твердых веществ, которые мы исследовали на электропроводность. В результате проверки выяснилось,

Таблица 1.

алюминий + пластмасса –

сталь + стекло –

латунь + орг. стекло –

медь + магнит –

древесина – резина – что алюминий, сталь, латунь, медь проводят электрический ток, а древесина, пластмасса, стекло, оргстекло, магнит и резина не проводят электрический ток.

Опыт 2. Исследование жидких веществ.

Для того, чтобы проверить электропроводность жидких веществ, мы изменили электрическую цепь (рис. 5). Кроме источника тока и ключа в цепь добавили амперметр вместо лампы и электролитический стакан вместо контактов.

Таблица 2.

чистая вода –

раствор поваренной соли +

раствор медного купороса +

раствор морской соли +

раствор сахара –

В электролитический стакан мы помещали разные жидкости. Если у амперметра при замыкании цепи стрелка отклонялась, значит, данная жидкость проводит электрический ток.

В результате нашего эксперимента выяснилось, что раствор поваренной соли, медного купороса и морской соли проводит электрический ток, а чистая вода и сахарный сироп – нет .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые опыты подтвердили, что некоторые вещества хорошо проводят ток, это различные металлы и растворы солей. Другие твёрдые и жидкие вещества являются диэлектриками, т. е. непроводниками, это пластмассы или резина, из которых делают изоляцию электропроводов и корпуса электрических приборов, и многие другие вещества.

Моя работа достаточно важна для меня и других школьников, так как для безопасной работы с электрическими приборами дома и в школе нужно знать, как поступать в некоторых жизненных ситуациях. Например, человека ударило током от оборванного провода. Ни в коем случае нельзя трогать этот провод и человека голыми руками. Нужно отодвинуть провод с помощью какого-то не проводящего ток предмета, например сухой деревянной палки.

Чтобы научить учеников младших классов правилам электробезопасности, можно использовать подготовленные мной советы.

Каракулова ОГ — МАОУ «СОШ № 93» г. Перми

2. Мотивация и актуализация учебной деятельности учащихся.

На прошлом уроке мы говорили о различных растворителях. Какова природа растворителей?

Как вы понимаете правило средневековых алхимиков

«Подобное растворяется в подобном»? Приведите пример.

.Предлагаю выполнить тест по теме «Типы химической связи»

Подведем итоги работы: правильные ответы вы видите на слайде , если вы выполнили тест верно, поставьте оценку «5» , если вы допустили 1-2 ошибки — «4», а если больше, то нужно повторить материал по данной теме.

Растворители могут быть полярные и неполярные.

Вещества с ионными и ковалентными связями хорошо растворяются в полярных растворителях, а вещества с ковалентными неполярными связями – в неполярных растворителях

(например, в бензине неполярном растворителе растворяются сера и йод, вещества с ковалентной неполярной связью)

Выполняют тест.

Познавательные УУД:

1. Умение делать выводы и умозаключения.

Регулятивные УУД:

— умение проводить самоконтроль;

— умение оценивать свою деятельность.

3. Целеполагание

На ваших столах листочки, где среди набора букв спряталась тема нашего урока. О чем

мы будем сегодня вести разговор?

С каким понятием вы встречались в жизни?

Что это такое? Где используется? Что применяется в качестве электролита?

Давайте попробуем раскрыть смысл понятия «Электролитическая диссоциация»

Какую проблему мы попытаемся решить? Какова же будет цель нашего урока?

Электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация

Электролит

Может быть серная кислота, щелочь.

«Электролитическая» от слова «электролит», а что обозначает слово «диссоциация»? Возможно, это распад, разложение.

Выдвигают варианты формулировок цели, участвуют в их обсуждении.

Появляется цель урока.

«Сформировать представление об электролитах, неэлектролитах и электролитической диссоциации; объяснить причины электролитической диссоциации»

Познавательные УУД:

1.Умение видеть проблему

2.Умение ставить вопросы.

Регулятивные УУД:

— умение ставить цели, планировать свою работу.

Коммуникативные УУД:

Умение сотрудничать, вступать в дискуссию, анализировать, доказывать, отстаивать свое мнение.

4. Этап открытия нового знания

Обратимся к науке физике. Что такое электрический ток?

Как называются вещества, которые проводят электрический ток? Приведите примеры

Почему многие металлические инструменты имеют резиновое или пластмассовое покрытие, например отвертки? Как называются вещества, которые не проводят электрический ток?

За счет каких заряженных частиц металлы проводят ток?

Какие ещё заряженные частицы вам известны?

Как вы думаете, могут ли ионы создавать электрический ток?

Для проверки высказанного предположения проведем серию опытов и результаты внесем в таблицу. Чтобы заполнить таблицу, вспомните причинно — следственные связи: строение — свойства.

Мы будем исследовать следующие вещества: воздух, дистиллированную воду, кристаллическую поваренную соль, раствор поваренной соли в воде, раствор хлороводорода в воде (соляная кислота), сахар кристаллический, раствор сахара в воде.

Внесите в соответствующие колонки таблицы № 1 названия веществ, их молекулярные формулы, тип химической связи и ваши предположения об их электропроводности символами «+» или «-»

Проведем эксперимент, используя прибор для определения электропроводности веществ, и внесем данные опыта в таблицу.

Посмотрим, все ли наши предположения подтверждаются опытными данными. Найдем противоречия между предполагаемыми и экспериментальными данными и сформулируем их как проблемы и попытаемся их решить.

Время на выполнение задания – 5 мин.

Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц.

Вещества, которые проводят электрический ток, называются проводники, например металлы: серебро, медь, алюминий и др

Вещества, которые не проводят электрический ток, называются изоляторы, например, пластмассы, резина, фарфор, янтарь, воздух.

. В металлах подвижными заряженными частицами являются обобществленные электроны.

Ионы: положительно заряженные – катионы и отрицательно заряженные – анионы.

Думаю, могут, так как электрический ток это движение заряженных частиц, а ионы это заряженные частицы.

Известно, что свойства зависят от строения. Под строением понимается тип кристаллической решетки, тип химической связи и строение атома.

Работают в парах.

Осуществляют взаимоконтроль

Исследуют проводимость веществ, используя прибор для определения электропроводности веществ, и заполняют таблицу.

На магнитной доске учащиеся прикрепляют карточки с формулами веществ, проводящих или непроводящих электрический ток в два столбика.

Коммуникативные умения:

Общение и взаимодействие с партнерами по совместной деятельности или обмену информацией

1.Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации.

2.Адекватно использовать речевые средства для дискуссии и аргументации своей позиции.

3.Представлять конкретное содержание и сообщать его в устной форме.

4.Участвовать в коллективном обсуждении проблемы.

Познавательные УУД:

1.Умение анализировать

2.Умение сравнивать

3. Умение устанавливать причинно-следственные связи.

4 умение проводить

Эксперимент

5. Умение классифицировать

Коммуникативные умения:

1.Владение монологической и диалогической формами речи.

Регулятивные УУД:

Умение организовать, контролировать и оценивать учебную деятельность.

5. Осознание, осмысление учебного материала

Сформулируем проблемные вопросы:

Попытаемся решить проблемы. Работаем в группах , выдвигаем гипотезы. Группе необходимо решить один проблемный вопрос.

Попытаемся решить проблему№1

Есть ли ионы в кристаллах соли?

Почему кристаллическая соль не проводит электрический ток?

Тогда, почему раствор NaCl проводит электрический ток?

Как вы думаете, почему это произошло? Сформулируйте гипотезу.

Попытаемся решить проблему№2

Есть ли в молекуле хлороводорода ионы?

Раствор хлороводорода проводит электрический ток?

Подумайте, в результате чего они появились? Сформулируйте гипотезу.

Ваши гипотезы правильны. Сегодня на уроке вы увидели вещества, растворы которых проводят электрический ток. Они называются электролиты. Подпишем столбик на доске сверху.

Установите причинно-следственные связи: строение-свойства и составьте схему.

Проанализируйте к каким классам веществ относятся электролиты?

Такие вещества распадаются на ионы при растворении в воде или расплавлении.

Ребята, что же такое электролитическая диссоциация?

Совершенно верно.

Это обратимый процесс, который можно представить в общем виде следующим уравнением: NaCl → Na⁺ + Cl^—

Решаем проблему №3

Есть ли в кристаллической сахарозе ионы?

Есть ли ионы в растворе сахарозы?

Сформулируйте гипотезу.

Какой можно сделать вывод о проводимости веществ?

Как можно назвать такие вещества?

Проанализируйте, исходя из нашего опыта, какие вещества являются неэлектролитами?

1. Почему раствор

хлорида натрия, в отличие от твердой соли и дистиллированной воды, проводит электрический ток?

2. Почему водный раствор хлороводорода (вещества с ковалентной полярной связью) проводит электрический ток?

3. Почему раствор сахарозы (вещества с ковалентной полярной связью) не проводит электрический ток?

Да, потому что соль ионное соединение

Кристаллическая соль не проводит электрический ток потому, что нет движения ионов. Они связаны силами электростатического притяжения.

Если раствор NaCl проводит электрический ток, значит, в нем есть движение ионов. Следовательно, ионы стали свободными.

В узлах кристаллической решетки хлорида натрия содержатся ионы, которые становятся подвижными при контакте с молекулами воды, что определяет электрическую проводимость раствора хлорида натрия. Это подтверждается опытными данными.

Нет, так как это вещество с ковалентной полярной связью.

Да. Значит, в нем ионы есть!

Если раствор хлороводорода проводит электрический ток, значит, в нем имеются ионы, образующиеся в результате взаимодействия хлороводорода с водой при растворении. Это доказывают данные опыта.

Вещества с ионной и ковалентной сильнополярной связью проводят электрический ток, являются электролитами.

Составляют схему в тетради.

К ним относятся растворимые соли, кислоты и основания

Формулируют определение:

Распад электролитов на ионы при растворении или расплавлении называется электролитической диссоциацией

Нет, так как это вещество с ковалентной полярной связью.

Нет, так как ее раствор не проводит электрический ток.

Если раствор сахарозы не проводит электрический ток, значит, при ее растворении в воде не образуются ионы.

Существуют не только вещества, растворы которых проводят электрический ток, но и вещества, растворы которых не проводят электрический ток.

Они называются неэлектролиты.

. Это вещества с ковалентной неполярной и малополярной связью: воздух, органические вещества (спирт, бензин, сахароза), дистиллированная вода.

Продолжают составление схемы.

Коммуникативные умения:

Способность действовать с учетом позиции другого и уметь согласовывать свои действия:

1.Понимание возможности различных точек зрения, не совпадающих с собственной.

2.Готовность к обсуждению разных точек зрения и выработке общей (групповой позиции)

Познавательные УУД:

1. Умение

ставить вопросы.

2. Умение видеть проблему

3. Умение выдвигать гипотезы

4. Умение доказывать,

или опровергать выдвинутую гипотезу;

5. Умение делать выводы и умозаключения.

6. Умение устанавливать причинно-следственные связи

6. Обобщение

Итак, обобщим полученные данные и сформулируем выводы:

Что такое электролиты?

Что такое неэлектролиты?

Как вы думаете, что является причиной электролитической диссоциации?

Электропроводность растворов была обнаружена в начале 19 века Майклом Фарадеем.

Кстати существует знаменитая «ошибка Фарадея», он считал, что ионы образуются под действием электрического тока

Электролиты — вещества, растворы которых проводят электрический ток

Неэлектролиты- вещества, растворы которых не проводят электрический ток.

Думаю, что распад электролитов на ионы вызывает растворение в воде

Коммуникативные умения:

Общение и взаимодействие с партнерами по совместной деятельности или обмену информацией

Познавательные УУД:

1.Умение делать выводы и умозаключения.

Урок-исследование по теме «Вещества — электролиты и неэлектролиты»

Тип урока – изучение нового материала.

Цели урока.

Обучающие — формирование понятия об электролитах, как проводниках 2 рода, неэлектролитах и электролитической диссоциации, о причине и механизмах диссоциации веществ.

Развивающие — развитие
Учебно-интеллектуальных умений: диалектически анализировать, сравнивать, классифицировать, обобщать, устанавливать причинно-следственные связи, исследовать.

Учебно-познавательных умений: участвовать в учебном диалоге, задавать вопросы, формулировать проблемы, излагать гипотезы, аргументировать, доказывать, исследовать практически (наблюдать, ставить опыты, проводить эксперименты).

Воспитательные — содействие воспитанию у учащихся организованности, аккуратности, умения вести познавательную деятельность в коллективе, сотрудничать при решении учебных задач (объяснять, оказывать помощь товарищам, принимать помощь товарищей).

Методы обучения:
методы организации учебной деятельности
словесные (диалогическое изложение, эвристическая беседа, межпредметная беседа, объяснение,

наглядные (химический эксперимент, демонстрация символико-графических средств наглядности

методы стимулирования интереса к учению – учебная дискуссия, актуализация имеющихся знаний и применение полученных знаний на практике
методы контроля: устный, письменный контроль, составление ЛСМ (логико-смысловых моделей).

Приемы обучения: постановка межпредметных вопросов, обращение к жизненному опыту учащегося, постановка и решение межпредметных учебных проблем, раскрытие причинно-следственных связей, составление классификационных схем и моделей.

Средства обучения: причинно-следственные связи, внутри и межпредметные связи, оборудование и реактивы для опытов, компьютерная техника, мультимедийные пособия.

Ход урока
Организационный момент: отметить отсутствующих, объяснить цели урока.
Актуализация опорных знаний в межпредметной беседе:
Учитель. Что такое электрический ток?
Ученик. Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц.
Учитель. Как называются вещества, которые проводят электрический ток? Приведите примеры.
Ученик. Вещества, которые проводят электрический ток, называются проводники, например металлы: серебро, медь, алюминий и др.
Учитель. Как называются вещества, которые не проводят электрический ток?
Ученик. Вещества, которые не проводят электрический ток, называются изоляторы, например, пластмассы, резина, фарфор, янтарь, воздух.
Учитель. За счет каких заряженных частиц металлы проводят ток?
Ученик. В металлах подвижными заряженными частицами являются обобществленные электроны.
Учитель. Какие ещё зараженные частицы вам известны?
Ученик. Ионы: положительно заряженные – катионы и отрицательно заряженные – анионы.
Учитель. Как вы думаете, могут ли ионы создавать электрический ток?
Ученик. Думаю, могут, так как электрический ток это движение заряженных частиц, а ионы это заряженные частицы.
Учитель. Для проверки высказанного предположения проведем серию опытов и результаты внесем в таблицу. Что бы запомнить таблицу, вспомните причинно — следственные связи: строение — свойства.
Ученик. Известно, что свойства зависят от строения. Под строением понимается тип кристаллической решетки, тип химической связи и строение атома.
Учитель. Мы будем исследовать следующие вещества: воздух, дистиллированную воду, кристаллическую поваренную соль, раствор поваренной соли в воде, раствор хлороводорода в воде (соляная кислота), сахар кристаллический, раствор сахара в воде. Внесите в соответствующие колонки таблицы № 1 названия веществ, их молекулярные формулы, тип химической связи и ваши предположения об их электропроводности символами горящая или не горящая лампочка.

Кто, если он добросовестен, не сочтет, что следует воздержаться от рассуждений, когда говорит опыт?
(Антуан ван Левенгук)

Таблица № 1

Вещества, Названия Молекулярная формула Тип химической связи (строение) Электропроводность (свойства) Противоречия
Предположение Опытные данные
Воздух N₂; O₂ Связь ковалентная неполярная
Вода дистиллированная h3O Связь ковалентная полярная
Соль кристаллическая NaCl Связь ионная Проблема № 1
Раствор поваренной соли NaCl Связь ионная
Соляная кислота (Раствор хлороводорода) HCl Связь ковалентная полярная Проблема № 2
Сахароза кристаллическая C₁₂H₂₂O₁₁ Связь ковалентная полярная
Раствор сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁ Связь ковалентная полярная Проблема № 3
Учитель. Проведем эксперимент, собрав следующий прибор, и внесем данные опыты в таблицу.
Учитель. Посмотрим, все ли наши предположения подтверждаются опытными данными. Найдем противоречия между предполагаемыми и экспериментальными данными и сформулируем их как проблемы и попытаемся их решить.

Честь науке – ей дано уменье
выводить нас из недоуменья.
М. Светлов.

Учитель. Сформулируем проблему №1.
Ученик. Почему раствор хлорида натрия, в отличие от твердой соли и дистиллированной воды, проводит электрический ток?

Решение проблемы № 1
Учитель. Есть ли ионы в кристаллах соли?
Ученик. Да, потому что соль ионное соединение.
Учитель. Почему кристаллическая соль не проводит электрический ток?
Ученик. Кристаллическая соль не проводит электрический ток потому, что нет движения ионов. Они связаны силами электростатического притяжения.
Учитель. Тогда, почему раствор NaCl проводит электрический ток?
Ученик. Если раствор NaCl проводит электрический ток, значит, в нем есть движение ионов. Следовательно, ионы стали свободными.
Учитель. Как вы думаете, почему это произошло? Сформулируйте гипотезу.
Ученик. В узлах кристаллической решетки хлорида натрия содержатся ионы, которые высвобождаются при контакте соли с молекулами воды, что определяет электрическую проводимость раствора хлорида натрия. Это подтверждается опытными данными.
Учитель. Сформулируйте проблему №2.
Ученик. Почему водный раствор хлороводорода (вещества с ковалентной полярной связью) проводит электрический ток?

Решение проблемы № 2
Учитель. Есть ли в молекуле хлороводорода ионы?
Ученик. Нет, так как это вещество с ковалентной полярной связью.
Учитель. Раствор хлороводорода проводит электрический ток?
Ученик. Да. Значит, в нем ионы есть!
Учитель. Подумайте, в результате чего они появились? Сформулируйте гипотезу.
Ученик. Если раствор хлороводорода проводит электрический ток, значит, в нем имеются ионы, образующиеся в результате взаимодействия хлороводорода с водой при растворении. Это доказывают данные опыта.
Учитель. Ваши гипотезы правильны. Сегодня на уроке вы увидели вещества, растворы которых проводят электрический ток. Они называются электролиты. Это вещества с ионной и ковалентной сильно полярной связью. К ним относятся растворимые соли, кислоты и основания. Такие вещества распадаются на ионы при растворении в воде или расплавлении. Распад электролитов на ионы называется электролитической диссоциацией. Это обратимый процесс, который можно представить в общем виде следующим уравнением: К А <—>K⁺ +
Учитель. Сформулируйте проблему № 3.
Ученик. Почему раствор сахарозы (вещества с ковалентной полярной связью) не проводит электрический ток?

Решение проблемы № 3.
Учитель. Есть ли в кристаллической сахарозе ионы?
Ученик. Нет, так как это вещество с ковалентной полярной связью.
Учитель. Есть ли ионы в растворе сахарозы?
Ученик. Нет, так как ее раствор не проводит электрический ток.
Учитель. Сформулируйте гипотезу.
Ученик. Если раствор сахарозы не проводит электрический ток, значит, при ее растворении в воде не образуются ионы.
Учитель. Как видите, существуют не только вещества, растворы которых проводят электрический ток, но и вещества, растворы которых не проводят электрический ток. Они называются неэлектролиты. Это вещества с ковалентной неполярной и малополярной связью: воздух, органические вещества (спирт, бензин, сахароза), дистиллированная вода.
Итак, обобщим полученные данные и сформулируем выводы:
Учитель. Чем определяется возможность распада вещества на ионы?
Ученик. Возможность распада вещества на ионы определяется природой растворенного вещества;
Учитель. Что такое электролиты?
Ученик. Электролиты это вещества, растворы которых обладают ионной проводимостью;
Учитель. Что такое неэлектролиты?
Ученик. Неэлектролиты это вещества, растворы которых не обладают ионной проводимостью;
Учитель. Является ли электрический ток причиной распада веществ на ионы?
Ученик. Электрический ток не является причиной распада веществ на ионы, так как сухая соль ток не проводит;
Учитель. Как вы думаете, что является причиной электролитической диссоциации?
Ученик. Думаю, что распад электролитов на ионы вызывает растворение в воде.
Учитель. Это правильно. С механизмом диссоциации электролитов, т. е. электролитической диссоциации и ролью воды в этих процессах мы познакомимся на следующем уроке. А сейчас, для закрепления рассмотренного на уроке материала, заполним таблицу №2. Разделите на электролиты и неэлектролиты следующие вещества: хлорид натрия, соляная кислота, сахароза, азот, сульфат натрия, этиловый спирт (C2H5OH), гидроксид калия, кислород, азотная кислота, карбонат калия, дистиллированная вода.
Таблица № 2

Электролиты Неэлектролиты
Ионная связь Ковалентная сильнополярная связь Ковалентная слабополярная Ковалентная неполярная связь связь
NaCl
Na₂SO₄
HCl
H₂SO₄
_{C12H₂₂O₁₁C₂H₅OH} N₂
O₂

Учитель. Дома я попрошу вас, еще раз, осмыслить увиденное и услышанное на уроке, заполнив 1 — 4 направления в логико-смысловой модели по теме: “Вещества и электрический ток”. Вам нужно провести классификацию веществ по отношению к электрическому току, классификацию проводников, указать типы химических связей в электролитах и неэлектролитах и подобрать примеры.

Логико-смысловая модель по теме: “Вещества и электрический ток”

Литература
1. Аронская О. С., Бурая И. В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии (8-11 класс). М.: Вентана- Граф,2007;
2. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1998;
3. Воскобойникова Н. П. Материалы лекций. Краснодар, 2007.
4. Кузьменко Н. Е., Еремин В.В. Попков В. А. Начала химии. М.: Экзамен,2000;
5. Новошинский И. И., Новошинская Н. С. Химия.8 класс. М.: Оникс, 2002;
6. Шаталов М. А., Кузнецов Н. Е. Обучение химии. Решение интегративных учебных проблем. Методическое пособие (8-9 класс). М.: Вентана-Граф, 2007;
7. Поташник М. М. Материалы лекций. Краснодар, 2005.
Презентация к уроку «Электрический ток»

Тема урока: «Электрический ток. Источники электрического тока»
Должны знать:
Понятия:
электрический ток,
источник электрического тока
Факты:
условия существования тока в проводнике,
виды источников тока

План работы:
1. Проверка знаний по пройденному материалу данной темы
2. Изучение нового материала по теме
«Электрический ток. Источники электрического тока»

Физический диктант
Слово «электризация» произошло от слова ________, что в переводе означает «__________»
Существует два рода электрических зарядов:__________ и _________.
Если приблизить два положительно заряженных тела, они ___________.
Если приблизить два тела, с разными зарядами, то они _____________.
Вещества, которые проводят электрический ток называются __________.
К ним относятся:_____________________________________________.
Вещества, которые не проводят электрический ток называются ___________
К ним относятся:_________________________________________.
7. Прибор для обнаружения зарядов называется_________________.
8. Наименьшая заряженная частица называется ________________.

2б
2б
1б
1б
1-5
1-5
1-б
1б
Слово «электризация» произошло от слова электрон, что в переводе означает « янтарь »
Существует два рода электрических зарядов: положительный и отрицательный.
3.Если приблизить два положительно заряженных тела, они оттолкнутся .
4.Если приблизить два тела, с разными зарядами, то они
притянутся .
5.Вещества, которые проводят электрический ток называются проводниками . К ним относятся: металлы (алюминий, серебро, медь, железо) .
Вещества, которые не проводят электрический ток называются диэлектриками (изоляторами) К ним относятся: резина, фарфор, пластмасса .
Прибор для обнаружения зарядов называется электроскоп .
Наименьшая заряженная частица называется электрон .
От 18 – 15 баллов – 5
От 14 – 10 баллов – 4
От 9 – 6 баллов – 3
Ниже 6 баллов – 2

Вещество
молекулы
атомы
Строение атома:
ядро протоны (+)
нейтроны (0)
электроны(-)
Ион – это частица, в которую превратился атом при отдаче или присоединении электронов ( ионы могут быть «+» и «-»)

Таким образом, заряд может двигаться под действием электрического поля.

Электрический ТОК – это направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.
Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и силы, создающей и поддерживающей их упорядоченное движение. Обычно такой силой является сила, действующая на заряженные частицы со стороны электрического поля.
За направление тока условно принимают то направление, в котором должны двигаться положительные заряды.
О наличии электрического тока в проводниках можно судить по тем действиям, которые ток производит:
нагреванию проводников, созданию вокруг проводников магнитного поля, выделению веществ, входящих в состав электролита, на опущенных в раствор электродах.
нагреванию проводников,
созданию вокруг проводников магнитного поля,
выделению веществ, входящих в состав электролита, на опущенных в раствор электродах.

Источники электрического тока.
Чтобы в проводнике электрический ток существовал длительное время, необходимо все это время поддерживать в нем электрическое поле.
Электрическое поле в проводниках создается и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.
В любом источнике тока постоянно совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти частицы накапливаются на полюсах источника тока. (положительная клемма, отрицательная клемма)

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.

ИЗ ИСТОРИИ ИЗОБРЕТЕНИЙ
Луиджи Гальвани ( 1737-1798 ) — — один из основоположников учения об электричестве, его опыты с «животным» электричеством положили начало новому научному направлению — электрофизиологии . В результате опытов с лягушками Гальвани предположил существование электричества внутри живых организмов.

Изобретение гальванического элемента.
Первая электрическая батарея появилась в 1799 году. Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 — 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

А известный русский ученый Петров в 1802 г. изготовил огромную батарею. Она состояла из 4200 медных и цинковых кружков, между каждой парой которых прокладывали картонные кружочки, пропитанные раствором нашатыря. Эта батарея представляла собой 2100 медно-цинковых гальванических элементов, соединенных последовательно. Напряжение на ее зажимах составляло около 1650-1700 В. Это был первый в истории источник постоянного тока сравнительно высокого напряжения.
типов водных растворов | Безграничная химия
Растворы электролитов и неэлектролитов
В отличие от неэлектролитов, электролиты содержат растворенные ионы, которые позволяют им легко проводить электричество.
Цели обучения
Узнавать свойства раствора электролита.
Основные выводы
Ключевые моменты
Электролиты — это соли или молекулы, которые полностью ионизируются в растворе. В результате растворы электролитов легко проводят электричество.
В растворе неэлектролиты не диссоциируют на ионы; поэтому растворы неэлектролитов не проводят электричество.
Ключевые термины
неэлектролит : Вещество, не диссоциирующее на ионы в растворе.
раствор : гомогенная смесь, которая может быть жидкостью, газом или твердым телом, образованная растворением одного или нескольких веществ.
растворенное вещество : любое вещество, растворенное в жидком растворителе для создания раствора.
электролит : Вещество, которое в растворе диссоциирует на ионы.
соль : ионное соединение, состоящее из катионов и анионов, которые удерживаются вместе за счет электростатического притяжения.
Растворы электролитов
Электролит — это любая соль или ионизируемая молекула, которая при растворении в растворе придает этому раствору способность проводить электричество. Это потому, что когда соль растворяется, ее диссоциированные ионы могут свободно перемещаться в растворе, позволяя заряду течь.
Растворы электролитов обычно образуются, когда соль помещается в растворитель, такой как вода. Например, когда поваренная соль NaCl помещается в воду, соль (твердое вещество) растворяется на составляющие ионы в соответствии с реакцией диссоциации:
NaCl ( с ) → Na ⁺ ( водн. ) + Cl ^— ( водн. )
Вещества также могут реагировать с водой с образованием ионов в растворе. Например, углекислый газ, CO2, растворяется в воде с образованием раствора, содержащего ионы водорода, карбонат и ионы гидрокарбоната:
2 CO ₂ ( г ) + 2 H ₂ O ( л ) → 3 H ⁺ ( водн. ) + CO ₃ ^2- ( водн. ) + HCO ₃ ^— ( водн. )
Полученный раствор будет проводить электричество, потому что он содержит ионы.Однако важно помнить, что CO ₂ — это , а не электролит, потому что CO ₂ сам по себе не диссоциирует на ионы. Только соединения, которые в растворе диссоциируют на составляющие ионы, считаются электролитами.
Сильные и слабые электролиты
Как упоминалось выше, когда ионизируемое растворенное вещество диссоциирует, полученный раствор может проводить электричество. Поэтому соединения, которые легко образуют ионы в растворе, известны как сильные электролиты .(По этой причине все сильные кислоты и сильные основания являются сильными электролитами.)
Напротив, если соединение диссоциирует в небольшой степени, раствор будет слабым проводником электричества; соединение, которое только слабо диссоциирует, поэтому известно как слабый электролит.
Сильный электролит полностью распадается на составляющие ионы в растворе; С другой стороны, слабый электролит останется в растворе в основном недиссоциированным. Примером слабого электролита является уксусная кислота, которая также является слабой кислотой.
Gatorade как раствор электролита : Спортивный напиток Gatorade рекламирует, что он содержит электролиты, поскольку он содержит ионы натрия, калия, магния и других веществ. Когда люди потеют, мы теряем ионы, необходимые для жизненно важных функций организма; чтобы восполнить их, нам нужно потреблять больше ионов, часто в виде раствора электролита. В организме человека электролиты имеют множество применений, в том числе помогают нейронам проводить электрические импульсы.
Растворы безэлектролитов
Неэлектролиты — это соединения, которые совсем не ионизируются в растворе.В результате растворы, содержащие неэлектролиты, не будут проводить электричество. Обычно неэлектролиты в основном удерживаются вместе ковалентными, а не ионными связями. Типичным примером неэлектролита является глюкоза, или C ₆ H ₁₂ O ₆. Глюкоза (сахар) легко растворяется в воде, но, поскольку она не диссоциирует на ионы в растворе, считается неэлектролитом; поэтому растворы, содержащие глюкозу, не проводят электричество.
Свойства растворителя воды
Полярность воды делает ее отличным растворителем для других полярных молекул и ионов.
Цели обучения
Объясните, почему некоторые молекулы не растворяются в воде.
Основные выводы
Ключевые моменты
Вода диссоциирует соли, разделяя катионы и анионы и создавая новые взаимодействия между водой и ионами.
Вода растворяет многие биомолекулы, поскольку они полярны и, следовательно, гидрофильны.
Ключевые термины
диссоциация : процесс, при котором соединение или сложное тело распадается на более простые составляющие, такие как атомы или ионы, обычно обратимо.
гидратная оболочка : термин, используемый для сольватационной оболочки (структуры, состоящей из химического вещества, которое действует как растворитель и окружает растворенные вещества) с водным растворителем; также называется сферой гидратации.
Свойства растворителя воды
Вода, которая не только растворяет многие соединения, но и растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость, считается универсальным растворителем. Полярная молекула с частично положительными и отрицательными зарядами, она легко растворяет ионы и полярные молекулы.Поэтому воду называют растворителем: веществом, способным растворять другие полярные молекулы и ионные соединения. Связанные с этими молекулами заряды образуют водородные связи с водой, окружая частицу молекулами воды. Это называется сферой гидратации или гидратной оболочкой, и она служит для разделения или диспергирования частиц в воде.
Когда ионные соединения добавляются к воде, отдельные ионы взаимодействуют с полярными областями молекул воды в процессе диссоциации, разрушая их ионные связи.Диссоциация происходит, когда атомы или группы атомов отрываются от молекул и образуют ионы. Рассмотрим поваренную соль (NaCl или хлорид натрия): когда кристаллы NaCl добавляются в воду, молекулы NaCl диссоциируют на ионы Na ⁺ и Cl ^—, и вокруг ионов образуются сферы гидратации. Положительно заряженный ион натрия окружен частично отрицательным зарядом кислорода молекулы воды; отрицательно заряженный хлорид-ион окружен частично положительным зарядом водорода в молекуле воды.
Диссоциация NaCl в воде : Когда поваренная соль (NaCl) смешивается с водой, вокруг ионов образуются сферы гидратации.
Поскольку многие биомолекулы полярны или заряжены, вода легко растворяет эти гидрофильные соединения. Однако вода является плохим растворителем для гидрофобных молекул, таких как липиды. Неполярные молекулы испытывают гидрофобные взаимодействия в воде: вода меняет структуру водородных связей вокруг гидрофобных молекул, образуя решетчатую структуру, называемую клатратом.Это изменение в структуре водородных связей водного растворителя приводит к значительному снижению общей энтропии системы, поскольку молекулы становятся более упорядоченными, чем в жидкой воде. Термодинамически такое большое снижение энтропии не является спонтанным, и гидрофобная молекула не растворяется.
Электролитические свойства
Когда электроды помещаются в раствор электролита и подается напряжение, электролит проводит электричество.
Цели обучения
Используйте таблицу стандартных восстановительных потенциалов, чтобы определить, какие частицы в растворе будут восстановлены или окислены.
Основные выводы
Ключевые моменты
Когда электрический ток проходит через раствор (часто электролитов), катион или нейтральная молекула восстанавливается на катоде, а анион или нейтральная молекула окисляется на аноде.
Чтобы определить, какие компоненты в растворе будут окисляться, а какие восстанавливаться, таблица стандартных восстановительных потенциалов может определить наиболее термодинамически жизнеспособный вариант.
На практике при электролизе чистой воды может образовываться газообразный водород.
Ключевые термины
электрод : вывод, через который электрический ток проходит между металлическими и неметаллическими частями электрической цепи; при электролизе катод и анод помещают в раствор отдельно.
электрон : субатомная частица, которая имеет отрицательный заряд и вращается вокруг ядра; поток электронов в проводнике составляет электричество.
Электролитические свойства
Когда электроды помещаются в раствор электролита и подается напряжение, электролит проводит электричество.Одинокие электроны обычно не могут проходить через электролит; вместо этого на катоде происходит химическая реакция, которая поглощает электроны анода. Другая реакция происходит на аноде, производя электроны, которые в конечном итоге переносятся на катод. В результате в электролите вокруг катода образуется облако отрицательного заряда, а вокруг анода — положительный заряд. Ионы в электролите нейтрализуют эти заряды, позволяя электронам продолжать течь и реакции продолжаться.{-} [/ латекс]
и газообразный хлор будет освобожден. Положительно заряженные ионы натрия Na ⁺ будут реагировать на катод, нейтрализуя там отрицательный заряд OH ^—; отрицательно заряженные гидроксид-ионы OH ^— будут реагировать на анод, нейтрализуя там положительный заряд Na ⁺. Без ионов электролита заряды вокруг электрода замедляют непрерывный поток электронов; диффузия H ⁺ и OH ^— через воду к другому электроду занимает больше времени, чем перемещение гораздо более распространенных солевых ионов.
В других системах электродные реакции могут включать электродный металл, а также ионы электролита. Например, в батареях в качестве электродов используются два материала с разным сродством к электрону: вне батареи электроны текут от одного электрода к другому; внутри цепь замыкается ионами электролита. Здесь электродные реакции преобразуют химическую энергию в электрическую.
Окисление и восстановление на электродах
Окисление ионов или нейтральных молекул происходит на аноде, а восстановление ионов или нейтральных молекул происходит на катоде.{+} \ rightarrow [/ latex]
Гидрохинон : гидрохинон является восстановителем или донором электронов и органической молекулой.
Пара-бензохинон : П-бензохинон является окислителем или акцептором электронов.
В последнем примере ионы H ⁺ (ионы водорода) также принимают участие в реакции и предоставляются кислотой в растворе или самим растворителем (вода, метанол и т. Д.). Реакции электролиза с участием ионов H ⁺ довольно распространены в кислых растворах, тогда как реакции с участием OH- (гидроксид-ионы) обычны в щелочных водных растворах.
Окисленные или восстановленные вещества также могут быть растворителем (обычно водой) или электродами. Возможен электролиз с участием газов.
Чтобы определить, какие частицы в растворе будут окисляться, а какие — восстанавливаться, стандартный электродный потенциал каждого вещества может быть получен из таблицы стандартных потенциалов восстановления, небольшая выборка из которой показана здесь:
Таблица стандартных электродных потенциалов : Это стандартный восстановительный потенциал для показанной реакции, измеренный в вольтах. 0 (V) [/ latex] = + 2.0 (В) [/ латекс] = +1,36 В в таблице. Помните, что более положительный потенциал всегда означает, что эта реакция будет благоприятной; это будет иметь последствия в отношении окислительно-восстановительных реакций.
Растворы электролитов и неэлектролитов | Введение в химию
Цель обучения
Распознавать свойства раствора электролита.
Ключевые моменты
Электролиты — это соли или молекулы, которые полностью ионизируются в растворе.В результате растворы электролитов легко проводят электричество.
В растворе неэлектролиты не диссоциируют на ионы; поэтому растворы неэлектролитов не проводят электричество.
Условия
неэлектролит Вещество, не диссоциирующее на ионы в растворе.
раствор Гомогенная смесь, которая может быть жидкостью, газом или твердым телом, образованная растворением одного или нескольких веществ.
растворенное вещество: Любое вещество, растворенное в жидком растворителе для создания раствора.
электролит: Вещество, которое в растворе диссоциирует на ионы.
соль Ионное соединение, состоящее из катионов и анионов, удерживаемых вместе за счет электростатического притяжения.
Растворы электролитов
Электролит — это любая соль или ионизируемая молекула, которая при растворении в растворе придает этому раствору способность проводить электричество. Это потому, что когда соль растворяется, ее диссоциированные ионы могут свободно перемещаться в растворе, позволяя заряду течь.
Растворы электролитов обычно образуются, когда соль помещается в растворитель, такой как вода. Например, когда поваренная соль NaCl помещается в воду, соль (твердое вещество) растворяется на составляющие ионы в соответствии с реакцией диссоциации:
NaCl ( с ) → Na ⁺ ( водн. ) + Cl ^— ( водн. )
Вещества также могут реагировать с водой с образованием ионов в растворе. Например, углекислый газ, CO2, растворяется в воде с образованием раствора, содержащего ионы водорода, карбонат и ионы гидрокарбоната:
2 CO ₂ ( г ) + 2 H ₂ O ( л ) → 3 H ⁺ ( водн. ) + CO ₃ ^2- ( водн. ) + HCO ₃ ^— ( водн. )
Полученный раствор будет проводить электричество, потому что он содержит ионы.Однако важно помнить, что CO ₂ — это , а не электролит, потому что CO ₂ сам по себе не диссоциирует на ионы. Только соединения, которые в растворе диссоциируют на составляющие ионы, считаются электролитами.
Сильные и слабые электролиты
Как упоминалось выше, когда ионизируемое растворенное вещество диссоциирует, полученный раствор может проводить электричество. Поэтому соединения, которые легко образуют ионы в растворе, известны как сильные электролиты .(По этой причине все сильные кислоты и сильные основания являются сильными электролитами.)
Напротив, если соединение диссоциирует в небольшой степени, раствор будет слабым проводником электричества; соединение, которое только слабо диссоциирует, поэтому известно как слабый электролит.
Сильный электролит полностью распадается на составляющие ионы в растворе; С другой стороны, слабый электролит останется в растворе в основном недиссоциированным. Примером слабого электролита является уксусная кислота, которая также является слабой кислотой.
Gatorade как раствор электролита Спортивный напиток Gatorade рекламирует, что он содержит электролиты, потому что он содержит ионы натрия, калия, магния и других веществ. Когда люди потеют, мы теряем ионы, необходимые для жизненно важных функций организма; чтобы восполнить их, нам нужно потреблять больше ионов, часто в виде раствора электролита. В организме человека электролиты имеют множество применений, в том числе помогают нейронам проводить электрические импульсы.
Растворы безэлектролитов
Неэлектролиты — это соединения, которые совсем не ионизируются в растворе.В результате растворы, содержащие неэлектролиты, не будут проводить электричество. Обычно неэлектролиты в основном удерживаются вместе ковалентными, а не ионными связями. Типичным примером неэлектролита является глюкоза, или C ₆ H ₁₂ O ₆. Глюкоза (сахар) легко растворяется в воде, но, поскольку она не диссоциирует на ионы в растворе, считается неэлектролитом; поэтому растворы, содержащие глюкозу, не проводят электричество.
Показать источники
Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:
Какой раствор не проводил бы электрический ток? — Реабилитацияrobotics.net
Какой раствор не проводил бы электрический ток?
Неэлектролит — это соединение, которое не проводит электрический ток ни в водном растворе, ни в расплавленном состоянии. Многие молекулярные соединения, такие как сахар или этанол, не являются электролитами. Когда эти соединения растворяются в воде, они не производят ионы.
Какие примеры неэлектролитов?
Типичным примером неэлектролита является глюкоза или C6h22O6. Глюкоза (сахар) легко растворяется в воде, но, поскольку она не диссоциирует на ионы в растворе, считается неэлектролитом; поэтому растворы, содержащие глюкозу, не проводят электричество. «Неэлектролит». «Растворенное вещество».
Какие вещества не проводят электричество?
Ковалентные соединения (твердые, жидкие, растворные) не проводят электричество.Металлические элементы и углерод (графит) являются проводниками электричества, а неметаллические элементы — изоляторами электричества.
Какое из следующих веществ не образует ионы при растворении в растворе?
Вещества, которые не образуют ионы при растворении в воде, называются неэлектролитами. И примером неэлектролита является сахар. Сахар легко растворяется в воде, но в растворе не образует катионов и анионов.
Как вы называете вещество, растворенное в любом растворе?
Когда одно вещество растворяется в другом, образуется раствор.Раствор представляет собой гомогенную смесь, состоящую из растворенного вещества, растворенного в растворителе. Растворенное вещество — это вещество, которое растворяется, а растворитель — растворяющая среда.
Какое решение приведите на двух примерах?
Раствор представляет собой гомогенную смесь двух или более компонентов с размером частиц менее 1 нм. Обычными примерами растворов являются сахар в воде и соль в водных растворах, газированная вода и т. Д.
Что такое жидкий раствор, объясните на примере?
Он отличается от жидкой суспензии тем, что молекулы вещества в суспензии не окружены молекулами растворителя.Некоторые из примеров: молоко + водный раствор, пахта + водный раствор, масло + вода, масло + вода, спирт + вода, керосин + вода, бензин + вода, ртуть + вода и т. Д.
Означает ли раствор жидкость?
Растворы могут быть твердыми веществами, растворенными в жидкостях. Когда вы работаете с химией или даже готовите на кухне, вы обычно растворяете твердые вещества в жидкости. Растворы также могут быть газами, растворенными в жидкостях, например газированной водой. Если вы смешиваете вещи, и они остаются в равномерном распределении, это решение.
Какие жидкости являются растворами?
Твердые / жидкие спортивные напитки — Спортивные напитки, такие как Gatorade и Powerade, представляют собой растворы соли, сахара и других ингредиентов, растворенных в воде. подслащенный чай или кофе — когда сахар растворяется в заваренном чае или кофе, напиток превращается в раствор.
Какой пример газового раствора?
Растворы, содержащие растворенное вещество в газообразном состоянии и растворитель в жидком состоянии, называются газожидкостными растворами. Например — раствор (смесь) кислорода в воде, смесь углекислого газа в воде.Напиток кока-кола является примером газожидкостного раствора, поскольку в нем растворен углекислый газ.
Каков пример газа, растворенного в газе?
Воздух, которым мы дышим, может быть примером газового раствора. Он содержит растворенные друг в друге газы, а также жидкость (воду), растворенную в газе.
Что называют сжиженной газовой смесью?
Это смесь, состоящая из жидкости и газа. Примером может служить туман (капли воды, взвешенные в воздухе).
Может ли твердое тело или газ быть решением?
Раствор может существовать в твердом, жидком или газообразном состоянии в зависимости от состояния растворителя. Помните, что вещество, которое растворяется в растворителе, считается растворимым в этом растворителе. Вещество, не растворяющееся в растворителе, нерастворимо.
Пластик — твердый раствор?
— Пластмассы: современное твердое решение. Пластик используется для изготовления самых разных продуктов. Нефть — основное сырье для изготовления пластмассовых изделий.
Что общего между смесями и растворами?
Смесь состоит из двух или трех соединений, которые химически не плавятся. У них нет физического взаимодействия. Раствор содержит два вещества, которые химически смешиваются с образованием нового соединения.
Какие вещества проводят электричество? | Эксперимент
Этот эксперимент позволяет учащимся различать электролиты и неэлектролиты и проверять, что ковалентные вещества никогда не проводят электричество, даже когда они сжижены, тогда как ионные соединения проводят при расплавлении.
Практические работы можно сравнить с классным экспериментом с учащимися, работающими в группах по два-три человека. Не будет времени исследовать все вещества, поэтому каждой группе можно назначить по три или четыре из них, а результаты в конце объединить.
Оборудование
Аппарат
Защита глаз
Угольные (графитовые) электроды, вставленные в держатель (см. Примечание 1 ниже)
Горелка Бунзена
Штатив
Треугольник Пипекле
Термостойкий мат
Зажим и подставка
Мелкие кусочки наждачной бумаги
Соединительные провода и зажимы типа «крокодил»
Блок питания постоянного тока, 6 В
Лампочка в патроне, 6 В (см. Примечание 2 ниже)
Примечания к аппарату
Угольные электроды необходимо закрепить в какой-либо опоре — например, в полиэтиленовом держателе или большой резиновой заглушке — чтобы исключить возможность короткого замыкания электродов.Электроды необходимо закрепить таким образом, чтобы они помещались внутри поставляемого тигля.
Лампа имеет большее визуальное воздействие, но вместо нее можно использовать амперметр.
Химическая промышленность
Мелкие кусочки свинца (ТОКСИЧНЫХ), меди и, возможно, других металлов
Тигли, содержащие образцы:
Фенилсалицилат (салол) (РАЗДРАЖАЮЩИЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ)
Полиэтилен
Воск
Сахар
Цинк хлорид (КОРРОЗИОННЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ)
Иодид калия
Сера (по желанию)
Примечания по технике безопасности, охране труда и технике
Ознакомьтесь с нашим стандартным руководством по охране труда и технике безопасности.
Всегда пользуйтесь средствами защиты глаз.
Свинец, Pb (s), (ТОКСИЧНЫЙ) — см. Карту опасности CLEAPSS HC056.
Медь, Cu (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC026.
Фенилсалицилат (салол), C ₆ H ₄ (OH) COOC ₆ H ₅ (s), (РАЗДРАЖАЮЩИЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC052.
Воск — см. CLEAPSS Hazcard HC045b.
Сахар (сахароза), C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC040c.
Хлорид цинка, ZnCl ₂ (s) (КОРРОЗИОННЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC108a.
Йодид калия, KI (ы) — см. CLEAPSS Hazcard HC047b.
Sulfur, S ₈ (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC096A. Сера — неметаллический элемент, и его следует включить в список. Но существует большая вероятность возгорания при выделении диоксида серы SO ₂ (г), (ТОКСИЧНЫЙ). Серные пожары трудно потушить.Если это произошло, накройте емкость влажной тканью и оставьте на месте, пока она не остынет. Если есть время, можно сделать серу в качестве демонстрации для учителя. Очень, очень медленно нагрейте небольшой образец «цветков серы». Сера — очень плохой проводник тепла, и локальное нагревание может вызвать ее горение! Вы должны использовать вытяжной шкаф.
Процедура
Часть 1
Установите схему, как показано на схеме, на этом этапе не включайте пламя тигля или горелки Бунзена (это будет позже).
Показать полноэкранный режим
Выберите один из металлов и, удерживая электроды в контакте с ним, выясните, проводит ли он электричество, затем отключите ток.
Запишите результаты, используя лист учащихся, доступный с этим ресурсом (см. Ссылки для скачивания ниже), и повторите этот эксперимент с каждым доступным металлом.
Выберите одно из твердых веществ, содержащихся в тигле. Опустите электроды так, чтобы они хорошо погрузились в твердое тело, а затем зажмите электроды на месте.
Включите ток и выясните, проводит ли твердое тело электричество или нет, затем снова выключите ток.
Установите тигель над горелкой Бунзена на треугольнике и штативе и закрепите электроды над тиглем. Осторожно нагрейте образец, пока он не растает, а затем выключите пламя Бунзена. При необходимости опустите электроды в расплавленное вещество, прежде чем снова их зажать.
Снова включить ток.Расплавленное вещество теперь проводит электричество? Снова выключите ток.
Запишите все свои наблюдения.
Поднимите электроды из тигля и дайте им остыть.
Очистите электроды наждачной бумагой.
Часть 2
Повторите шаги с 4 по 10 для некоторых или всех других твердых тел.
Часть 3
Объедините свои результаты с другими группами, чтобы ваша таблица была полной.
Учебные заметки
Ковалентные твердые частицы необходимо нагреть только в течение короткого времени, чтобы произошло плавление.Ни при каких обстоятельствах нельзя продлевать нагревание, иначе вещества могут разложиться и / или загореться. Следует предупредить учащихся о том, что делать в этом случае, например, накрываться влажной тканью. Эксперименты следует проводить в хорошо вентилируемой лаборатории.
Может оказаться полезным зарезервировать тигель для каждого порошкообразного соединения, имея еще один или два других, которые можно нагревать. После того, как твердое вещество превратилось в жидкое и остыло, затвердевший кусок часто трудно разбить или измельчить в тигле.
Хлорид цинка плавится при температуре около 285 ° C, поэтому нагревание должно быть достаточно продолжительным по сравнению с ковалентными твердыми веществами. Однако при этом будет выделяться хлор (ТОКСИЧНЫЙ), поэтому нагрев следует прекратить, как только будет обнаружена проводимость. Иодид калия плавится примерно при 675 ° C, поэтому здесь необходим очень сильный и продолжительный нагрев.
Вопросы студентов
Что вы можете сделать об электропроводности металлов?
Все ли твердые соединения проводят электричество?
Проводят ли какие-либо расплавленные соединения электричество?Если да, то какие?
Почему некоторые вещества проводят ток, только когда они сжижены?
Можете ли вы теперь классифицировать все соединения как ионные или ковалентные?
ответы
Все металлы хорошо проводят электричество. Вы должны объяснить эту проводимость с точки зрения «свободных» электронов в металлической структуре.
Нет, ни один из них.
Да, хлорид цинка и йодид калия.
Некоторые вещества являются ионными, но электрическая проводимость возможна только тогда, когда ионы свободны и подвижны.Это происходит после того, как твердое вещество было расплавлено.
Фенилсалицилат, полиэтилен, воск и сахар ковалентны. Хлорид цинка и йодид калия ионные.
Дополнительная информация
Это ресурс из проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Этот сборник из более чем 200 практических занятий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое упражнение содержит исчерпывающую информацию для учителей и технических специалистов, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции.Практическая химия сопровождает практическую физику и практическую биологию.
© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество
Проверено на здоровье и безопасность, 2016
Электропроводность растворов
Электропроводность растворов
Чистая вода плохо проводит электричество. Однако когда определенные вещества растворяются в воде, раствор действительно проводит электричество. Ты можно сделать простое устройство, показывающее, насколько хорошо раствор проводит электричество.Это устройство использует лампочку фонарика, чтобы указать, насколько хорошо раствор проводит электричество. Чем лучше раствор проводит электричество, тем ярче лампочка. будет светиться.

Тестер проводимости
Для изготовления измерителя электропроводности вам потребуется:
● адаптер переменного тока на 12 В
Преобразует электричество 110 вольт из розетки в более безопасное 12 вольт. Это должно быть 12 вольт переменного тока, а не постоянного, потому что постоянный ток здесь не работает.У вас может быть в доме подходящий адаптер от старого устройства, которое вы больше не использую, или вы можете получить его в магазине электроники (например, Радио Хижина, каталожный номер 273-1631).
● аудиокабель с монофоническим штекером 1/4 или 1/8 дюйма на одном конце
Пробка станет датчиком для проверки проводимости. У вас в доме может быть неиспользованный кабель. То, что находится на другом конце, не имеет значения, потому что оно будет удалено.Вы можете также приобретите подходящий комплект разъемов и кабелей в магазине электроники. (например, Radio Shack, каталожный номер 42-2381).
● a Лампа и патрон для фонарика 12 В
Лампа наглядно показывает, как материал хорошо проводит электричество. Вы можете получить их из магазин электроники (например, Radio Shack, каталожные номера 272-1143 для лампочка и 272-357 для патрона).
● a брусок размером 4 на 4 на 1 дюйм
Электрические соединения будут выполнены на этом блок, и на него тоже будет крепиться лампа.
● два Шурупы для дерева 1 дюйм
Они удерживают патрон лампы на деревянном бруске.
● один Винт с полукруглой головкой 3/4 дюйма и шайба
Они будут использоваться для электрического подключения.
● проволока нож и инструмент для снятия изоляции
Они используются для подготовки электрических соединений.
● a отвертка
Отрежьте вилку от конца шнура адаптера переменного тока.Отдельно о четыре дюйма шнура в его два проводника. Удалите около 1 дюйма изоляция от каждого из проводов.
Обрежьте шнур аудиокабеля на расстоянии около 2 футов от вилки. Удалите около четырех дюймов изоляции от обрезанного конца кабеля. Это обнажит многожильный провод, обернутый вокруг изоляции, закрывающей центральный провод. Разверните многожильные провода из изоляции и скрутите жилы вместе, чтобы получился единый пучок.Снимите примерно 1 дюйм внутренней изоляции с центрального провода.

Электрические соединения
С помощью шурупов прикрепите цоколь лампы (патрон) к деревянному блоку. Положил шайбу на винт с полукруглой головкой и вкрутить в колодку рядом с лампой основание, но пока не затягивайте винт.
Оберните один провод от адаптера переменного тока (неважно какой) вокруг винта. над шайбой. Оберните конец связанного провода от аудиоразъема вокруг тот же винт.Затяните винт, чтобы скрепить два провода вместе.
Подсоедините оставшийся провод от адаптера переменного тока к одной из клемм цоколь лампы. Присоедините оставшийся провод от аудиоразъема к другому разъему. цоколя лампы.
Вкрутите 12-вольтовую лампу фонарика в цоколь лампы.
Чтобы сделать соединения более безопасными, вы можете использовать тяжелый скоба для крепления каждого из двух проводов к деревянному блоку.
Теперь тестер проводимости укомплектован и готов к использованию.Чтобы проверить это работает должным образом, подключите адаптер переменного тока к розетке переменного тока. Лампа не загорится. Прикоснитесь к аудиоразъему боком к металлическому предмету, например к монете. Когда двое металлические проводники вилки закорочены монетой, лампа будет светиться ярко. Яркое свечение указывает на то, что ток легко течет через кусок металла.

Тестирование решения
Налейте немного воды в чашку. Вставьте конец аудиоразъема в воду.Если вы используете дистиллированную воду, лампа не будет гореть. Если вы используете водопроводную воду, лампа может тускло светиться или вообще светиться. Если он светится, это означает, что вода из-под крана только плохо проводит электричество. Добавьте в воду немного поваренной соли и перемешайте смесь. Лампа будет ярко светиться, когда вилку опустить в раствор, потому что солевой раствор очень хорошо проводит электричество, почти как металл.
Вы можете исследовать различные материалы вокруг вашего дома, чтобы узнать, как хорошо проводят электричество при смешивании с водой.Некоторые вещи, которые стоит попробовать, в помимо соли, сахара, пищевой соды, шампуня, стирального порошка, втирания алкоголь и антациды в таблетках. Все, что растворяется в воде, можно проверить. В во избежание смешивания тестируемых материалов обязательно промойте вилку водой и просушите перед испытанием другого вещества. Не вставляйте вилку в раствора на более чем 10-15 секунд, потому что это приведет к срабатыванию вилки быстро разъедают. Запишите, какие вещества хорошо проводят электричество, которые плохо проводят, и которые не вообще вести себя.
Иногда смеси веществ ведут себя иначе, чем отдельные вещества. В качестве примера проверьте проводимость уксуса. Затем проверьте проводимость прачечного аммиака. Затем влейте в уксус немного нашатырного спирта. и протестируем смесь. Вы увидите большую разницу между отдельными вещества и смеси!
Электрический ток — это поток электрического заряда. Когда металл проводит электричество, заряд переносится электронами, проходящими через металл.Электроны — это субатомные частицы с отрицательным электрическим зарядом. Когда раствор проводит электричество, заряд переносится движущимися ионами. через раствор. Ионы — это атомы или небольшие группы атомов, которые имеют электрический заряд. Некоторые ионы имеют отрицательный заряд, а некоторые — положительный. плата.
Чистая вода содержит очень мало ионов, поэтому не проводит электричество очень хорошо. Когда поваренная соль растворяется в воде, раствор очень хорошо проводит, потому что раствор содержит ионы.Ионы поступают из поваренная соль, химическое название которой хлорид натрия. Хлорид натрия содержит ионы натрия, которые имеют положительный заряд, и ионы хлорида, которые имеют отрицательный заряд. Поскольку хлорид натрия состоит из ионов, он называется ионное вещество.
Не все вещества состоят из ионов. Некоторые из них являются режимом незаряженные частицы, называемые молекулами. Сахар — такое вещество. Когда сахар растворенный в воде раствор не проводит электричество, потому что есть в растворе нет ионов.
Некоторые вещества, состоящие из молекул, образуют растворы, которые действительно проводят электричество. Аммиак — такое вещество. Когда аммиак растворяется в вода, он вступает в реакцию с водой и образует несколько ионов. Вот почему прачечная аммиак, который представляет собой раствор аммиака в воде, проводит электричество, но не очень хорошо.
Иногда, когда смешиваются два разных раствора, содержащиеся в них вещества вступают в реакцию друг с другом и образуют ионы. Это то, что происходит при смешивании аммиака и уксуса.Раствор аммиака содержит только мало ионов, и он плохо проводит электричество. Также раствор уксуса содержит всего несколько ионов и проводит очень мало электричества. Но когда эти растворы смешиваются, аммиак реагирует с кислотой в уксусе (уксусная кислота), и они образуют много ионов. Вот почему смесь аммиака и уксуса очень хорошо проводит электричество.
Back to Home Experiments
7: Электропроводность водных растворов (эксперимент)
Последнее обновление
Сохранить как PDF
Объективы
Сильные электролиты
Слабые электролиты
Неэлектролиты
Процедура
Безопасность
Тестирование проводимости — свидетельство на наличие ионов в водном растворе
Примечание 9002
Примечание
9048 Лабораторный отчет: Электропроводность водных растворов
Тестирование электропроводности — свидетельство наличия ионов в водном растворе
Вопросы
Цели
Наблюдать за электропроводностью веществ в различных водных растворах
Для определения в растворе сильного или слабого электролита
Для интерпретации химической реакции путем наблюдения за проводимостью водного раствора.
Электропроводность основана на потоке электронов. Металлы являются хорошими проводниками электричества, потому что они позволяют электронам проходить через весь кусок материала. Таким образом, электроны текут сквозь металлы, как «море электронов». Для сравнения, дистиллированная вода — очень плохой проводник электричества, поскольку через воду проходит очень мало электричества. Сильноионизированные вещества — это сильные электролиты . Сильные кислоты и соли являются сильными электролитами, поскольку они полностью ионизируются (диссоциируют или разделяются) в растворе.Ионы переносят электрический заряд через раствор, создавая электрический ток. При достаточном токе загорится один или оба светодиода на измерителе проводимости , показанном справа.
Слабоионизированные вещества — это слабые электролиты . Слабые кислоты и основания можно отнести к категории слабых электролитов, потому что они не полностью диссоциируют в растворе.
Вещества, не проводящие электрический ток, называются неэлектролитами .Неэлектролиты не ионизируются; они не содержат подвижных ионов. Светодиоды кондуктометра не горят, потому что нет ионов, переносящих электрический ток. В таблице ниже приведены примеры сильных, слабых и неэлектролитов.
Сильные электролиты
Сильные кислоты
Кислота соляная
\ (\ ce {HCl} \) ( водн. )
Бромистоводородная кислота
\ (\ ce {HBr} \) ( водн. )
Йодоводородная кислота
\ (\ ce {HI} \) ( водн. )
Азотная кислота
\ (\ ce {HNO3} \) ( водн. )
Серная кислота
\ (\ ce {h3SO4} \) ( водн. )
Хлорная кислота
\ (\ ce {HClO4} \) ( водн. )
Хлорная кислота
\ (\ ce {HClO3} \) ( водн. )
Прочные основания
Натрия гидроксид
\ (\ ce {NaOH} \) ( водн. )
Гидроксид калия
\ (\ ce {KOH} \) ( водн. )
Гидроксид кальция
\ (\ ce {Ca (OH) 2} \) ( водн. )
Гидроксид бария
\ (\ ce {Ba (OH) 2} \) ( водн. )
Соли растворимые
Натрия хлорид
\ (\ ce {NaCl} \) ( водн. )
Карбонат калия
\ (\ ce {K2CO3} \) ( водн. )
Сульфат меди (II)
\ (\ ce {CuSO4} \) ( водн. )
Слабые электролиты
Слабые кислоты
Уксусная кислота
\ (\ ce {HC2h4O2} \) ( водн. )
Угольная кислота
\ (\ ce {h3CO3} \) ( водн. )
Лимонная кислота
\ (\ ce {C6H8O7} \) ( водн. )
Фосфорная кислота
\ (\ ce {h4PO4} \) ( водн. )
Слабые основания
Аммиак
\ (\ ce {Nh4} \) ( водн. )
Гидроксид аммония
\ (\ ce {Nh5OH} \) ( водн. )
Гидроксид магния
\ (\ ce {Mg (OH) 2} \) ( водн. )
Большинство других баз
Малорастворимые соли
Хлорид серебра
\ (\ ce {AgCl} \) ( с )
Карбонат кальция
\ (\ ce {CaCO3} \) ( с )
Сульфат бария
\ (\ ce {BaSO4} \) ( с )
Неэлектролиты
Вода дистиллированная
\ (\ ce {h3O} \) ( l )
Метанол
\ (\ ce {Ch4OH} \) ( водн. )
Процедура
Материалы и оборудование
Измеритель проводимости
, промывочная бутыль с дистиллированной водой, большой стакан для ополаскивания / слива, маленькие стаканы, Kimwipes, твердый хлорид натрия, твердый карбонат кальция
Растворы: уксусная кислота, нитрат алюминия, гидроксид аммония, гидроксид кальция, лимонная кислота, этанол, соляная кислота, гидроксид магния, сульфат магния, азотная кислота, йодид калия, хлорид натрия, гидроксид натрия, сахароза
Безопасность
Будьте осторожны с соляной кислотой, азотной кислотой, серной кислотой и концентрированной уксусной кислотой.Несмотря на низкую концентрацию, некоторые люди могут иметь чрезмерную чувствительность кожи. Если вы чувствуете покалывание или обесцвечивание кожи, немедленно промойте большим количеством воды в течение 15 минут. Сообщите своему инструктору как можно скорее.
Необходимые средства индивидуальной защиты (СИЗ): лабораторный халат, защитные очки, обувь с закрытым носком
Тестирование проводимости — свидетельство наличия ионов в водном растворе
Измеритель имеет батарею 9 В и два параллельных медных электрода.Используйте промывочную бутылку с дистиллированной водой и большой стакан с надписью «отходы», чтобы промыть медные электроды. Высушите салфеткой Kimwipe. При включении фары не должны гореть ни одного цвета. Если они есть, повторите промывку и сушку.
Примечание
ЗАПРЕЩАЕТСЯ ПОПАДАТЬ НА ПЛАТУ ВОДЫ. Промывать водой следует только медные электроды.
Поместите измеритель так, чтобы печатная плата была обращена вверх (батарея была внизу).Всегда размещайте измеритель таким образом, чтобы печатная плата не намокала. На этой стороне есть руководство по возможным измерениям проводимости:
Масштаб Красный светодиод Зеленый светодиод Электропроводность
0 от от низкий или нет
1 разм. от низкий
2 средний от средний
3 яркий тусклый высокая
4 очень яркий средний очень высокий
Примечание
Включите измеритель и опустите медные электроды, чтобы проверить проводимость.Тщательно промойте дистиллированной водой после каждого теста и просушите салфеткой Kimwipes. Выключайте глюкометр между использованием.
Налейте 5 мл дистиллированной воды в небольшой чистый стакан. Протестируйте и запишите свои результаты.
Налейте 5 мл водопроводной воды в небольшой чистый стакан. Протестируйте и запишите свои результаты.
Поместите около 0,2 г твердого хлорида натрия (\ (\ ce {NaCl} \)) в небольшой чистый стакан и проверьте проводимость. Добавьте к хлориду натрия 5 мл дистиллированной воды; проверить проводимость раствора.Слейте раствор в раковину и промойте стакан.
Поместите около 0,2 г твердого карбоната кальция (\ (\ ce {CaCO3} \) в небольшой чистый стакан и проверьте проводимость. Добавьте 5 мл дистиллированной воды к карбонату кальция; проверьте проводимость раствора. Утилизируйте этот раствор. в раковине и ополосните стакан.
Используйте по 5 мл каждого из следующих веществ в стакане емкостью 100 мл для проверки электропроводности.
Не забудьте промыть и высушить электроды между тестами, используя промывочную емкость со стаканом для отходов и салфетки Kimwipes.
Утилизируйте раствор и промойте стакан в раковине между тестами. Утилизируйте раствор для отработанного химического стакана вместе с неопасными отходами в вытяжном шкафу.
уксусная кислота, 0,1 M \ (\ ce {HC2h4O2} \)
Нитрат алюминия, 0,1 M \ (\ ce {Al (NO3) 3} \)
гидроксид аммония, 0,1 M \ (\ ce {Nh5OH} \) ( водн. )
гидроксид кальция, насыщенный \ (\ ce {Ca (OH) 2} \)
лимонная кислота, 0,1 М \ (\ ce {C6H8O7} \)
этанол, \ (\ ce {Ch4Ch3OH} \)
соляная кислота, 0.1 M \ (\ ce {HCl} \)
гидроксид магния, насыщенный \ (\ ce {Mg (OH) 2} \)
сульфат магния, 0,1 M \ (\ ce {MgSO4} \)
азотная кислота, 0,1 M \ (\ ce {HNO3} \)
иодид калия, 0,1 M \ (\ ce {KI} \)
хлорид натрия, 0,1 M \ (\ ce {NaCl} \)
гидроксид натрия, 0,1 M \ (\ ce {NaOH} \)
сахароза, 0,1 M \ (\ ce {C12h32O11} \)
Отчет лаборатории: Электропроводность водных растворов
Тестирование проводимости — свидетельство наличия ионов в водном растворе
Решение
Наблюдения: красный светодиод | зеленый светодиод
Электропроводность
Сильный, слабый или неэлектролитный
Ионизированный, частично ионизированный или неионизированный
примеров: \ (\ ce {LiOH} \) ( водн. ),
\ (\ ce {HNO2} \) ( водн. ), метанол (л)
красный яркий, зеленый тусклый красный тусклый, зеленый выкл красный выкл, зеленый выкл
высокий / низкий / нет
сильный электролит / слабый электролит / неэлектролит
ионизированный / частично ионизированный / неионизированный
вода дистиллированная, \ (\ ce {h3O} \) ( л )
водопроводная вода, \ (\ ce {h3O} \) ( л )
твердый хлорид натрия, \ (\ ce {NaCl} \) ( s )
раствор хлорида натрия, \ (\ ce {NaCl} \) ( водн. )
твердый карбонат кальция, \ (\ ce {CaCO3} \) ( s )
раствор карбоната кальция, \ (\ ce {CaCO3} \) ( водн. )
уксусная кислота, \ (\ ce {HC2h4O2} \) ( водн. )
нитрат алюминия, \ (\ ce {Al (NO3) 3} \) ( водн. )
гидроксид аммония, \ (\ ce {Nh5OH} \) ( водн. )
гидроксид кальция, \ (\ ce {Ca (OH) 2} \) ( водн. )
угольная кислота, \ (\ ce {h3CO3} \) ( водн. )
этанол, \ (\ ce {Ch4Ch3OH} \)
соляная кислота, \ (\ ce {HCl} \) ( водн. )
гидроксид магния, \ (\ ce {Mg (OH) 2} \) ( водн. )
сульфат магния, \ (\ ce {MgSO4} \) ( водн. )
азотная кислота, \ (\ ce {HNO3} \) ( водн. )
йодид калия, \ (\ ce {KI} \) ( водн. )
хлорид натрия, \ (\ ce {NaCl} \) ( водн. )
гидроксид натрия, \ (\ ce {NaOH} \) ( водн. )
сахароза, \ (\ ce {C12h32O11} \) ( водн. )
Вопросы
Почему электроды на приборе для измерения проводимости, а также все мензурки необходимо промывать дистиллированной водой после каждого теста на проводимость?
Почему дистиллированная вода более слабый проводник, чем водопроводная вода?
Почему твердый хлорид натрия действует как неэлектролит, тогда как водный, а водный раствор \ (\ ce {NaCl} \) действует как сильный электролит?
Классифицируйте каждый из следующих компонентов как неионизированный, частично ионизированный или ионизированный .- (водн.)} \)
\ (\ ce {HCl} \) ( водн. ) — сильная кислота
\ (\ ce {Ca (OH) 2} \) ( aq ) — сильное основание
\ (\ ce {HC2h4O2} \) ( водн. ) — слабая кислота
\ (\ ce {Ba (OH) 2} \) ( aq ) — слабое основание
Для химической реакции
\ [\ ce {h3SO4 (водн.) + 2 NaOH (водн.) -> Na2SO4 (водн.) + 2 h3O (l)} \]
Напишите полное ионное уравнение:
Напишите чистое ионное уравнение:
Для химической реакции
\ [\ ce {KNO3 (водн.) + NaCl (водн.) -> NaNO3 (водн.) + KCl (водн.)} \]
Напишите полное ионное уравнение:
Напишите чистое ионное уравнение:
11.2: Электролиты — Chemistry LibreTexts
Задачи обучения
Определите и приведите примеры электролитов
Различают физические и химические изменения, сопровождающие растворение ионных и ковалентных электролитов
Связать прочность электролита с силами притяжения растворенного вещества и растворителя
Когда некоторые вещества растворяются в воде, они претерпевают физические или химические изменения, в результате которых образуются ионы в растворе.Эти вещества составляют важный класс соединений, называемых электролитами. Вещества, не выделяющие ионы при растворении, называются неэлектролитами. Если физический или химический процесс, в результате которого образуются ионы, практически на 100% эффективен (все растворенное соединение дает ионы), то это вещество известно как сильный электролит. Если только относительно небольшая часть растворенного вещества подвергается процессу образования ионов, это называется слабым электролитом.
Вещества могут быть определены как сильные, слабые или неэлектролиты путем измерения электропроводности водного раствора, содержащего это вещество.Чтобы проводить электричество, вещество должно содержать свободно подвижные заряженные частицы. Наиболее знакомо проведение электричества по металлическим проводам, и в этом случае подвижными заряженными объектами являются электроны. Растворы также могут проводить электричество, если они содержат растворенные ионы, причем проводимость увеличивается с увеличением концентрации ионов. Подача напряжения на электроды, погруженные в раствор, позволяет оценить относительную концентрацию растворенных ионов либо количественно, измеряя электрический ток, либо качественно, наблюдая за яркостью лампочки, включенной в цепь (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Растворы неэлектролитов, таких как этанол, не содержат растворенных ионов и не могут проводить электричество. Растворы электролитов содержат ионы, которые пропускают электричество. Электропроводность раствора электролита зависит от прочности электролита.
Ионные электролиты
Вода и другие полярные молекулы притягиваются к ионам, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Электростатическое притяжение между ионом и молекулой с диполем называется ионно-дипольным притяжением.Эти аттракционы играют важную роль в растворении ионных соединений в воде.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Когда хлорид калия (KCl) растворяется в воде, ионы гидратируются. Полярные молекулы воды притягиваются зарядами на ионах K ⁺ и Cl ^—. Молекулы воды перед ионами и за ними не показаны.
Когда ионные соединения растворяются в воде, ионы в твердом веществе разделяются и равномерно рассеиваются по всему раствору, поскольку молекулы воды окружают и сольватируют ионы, уменьшая сильные электростатические силы между ними.Этот процесс представляет собой физическое изменение, известное как диссоциация. В большинстве условий ионные соединения при растворении почти полностью диссоциируют, поэтому они классифицируются как сильные электролиты.
Давайте посмотрим, что происходит на микроскопическом уровне, когда мы добавляем твердый KCl в воду. Ионно-дипольные силы притягивают положительный (водородный) конец полярных молекул воды к отрицательным ионам хлорида на поверхности твердого тела, а отрицательные (кислородные) концы — к положительным ионам калия.Молекулы воды проникают между отдельными ионами K ⁺ и Cl ^— и окружают их, уменьшая сильные межионные силы, которые связывают ионы вместе, и позволяют им переходить в раствор в виде сольватированных ионов, как показано на рисунке. Уменьшение электростатического притяжения позволяет каждому гидратированному иону в разбавленном растворе двигаться независимо, что приводит к увеличению беспорядка в системе по мере того, как ионы меняют свои фиксированные и упорядоченные положения в кристалле на подвижные и гораздо более неупорядоченные состояния в решение.Этот повышенный беспорядок ответственен за растворение многих ионных соединений, включая KCl, которые растворяются с поглощением тепла.
В других случаях электростатическое притяжение между ионами в кристалле настолько велико или ионно-дипольные силы притяжения между ионами и молекулами воды настолько малы, что увеличение беспорядка не может компенсировать энергию, необходимую для разделения ионов. , и кристалл нерастворим. Так обстоит дело с такими соединениями, как карбонат кальция (известняк), фосфат кальция (неорганический компонент кости) и оксид железа (ржавчина).{-} (водн.)} \ Label {11.3.2} \]
В некоторых случаях мы обнаруживаем, что растворы, приготовленные из ковалентных соединений, проводят электричество, потому что молекулы растворенного вещества химически реагируют с растворителем с образованием ионов. Например, чистый хлористый водород — это газ, состоящий из ковалентных молекул HCl. Этот газ не содержит ионов. Однако, когда мы растворяем хлористый водород в воде, мы обнаруживаем, что раствор является очень хорошим проводником. Молекулы воды играют важную роль в образовании ионов: растворы хлористого водорода во многих других растворителях, таких как бензол, не проводят электричество и не содержат ионов.+ \)) и хлорид-ионы (Cl ^—):
Эта реакция практически на 100% завершена для HCl (т.е. это сильная кислота и, следовательно, сильный электролит). Точно так же слабые кислоты и основания, которые реагируют только частично, при растворении в воде генерируют относительно низкие концентрации ионов и классифицируются как слабые электролиты. Читатель может пожелать повторить обсуждение сильных и слабых кислот, приведенное в предыдущей главе этого текста о классах реакций и стехиометрии.
Сводка
Вещества, растворяющиеся в воде с образованием ионов, называются электролитами. Электролиты могут быть ковалентными соединениями, которые химически реагируют с водой с образованием ионов (например, кислоты и основания), или они могут быть ионными соединениями, которые при растворении диссоциируют с образованием составляющих их катионов и анионов. Растворению ионного соединения способствует ионно-дипольное притяжение между ионами соединения и полярными молекулами воды. Растворимые ионные вещества и сильные кислоты полностью ионизируются и являются сильными электролитами, тогда как слабые кислоты и основания ионизируются лишь в небольшой степени и являются слабыми электролитами.Неэлектролиты — это вещества, не образующие ионы при растворении в воде.
Глоссарий
диссоциация
физический процесс, сопровождающий растворение ионного соединения, в котором составляющие соединения ионы сольватированы и диспергированы в растворе
электролит
Вещество, образующее ионы при растворении в воде
ионно-дипольное притяжение
Электростатическое притяжение между ионом и полярной молекулой
неэлектролит
Вещество, не образующее ионы при растворении в воде
сильный электролит
Вещество, которое полностью диссоциирует или ионизируется при растворении в воде
слабый электролит
Вещество, которое только частично ионизируется при растворении в воде
Авторы и авторство
.

Вещества, Названия	Молекулярная формула	Тип химической связи (строение)	Электропроводность (свойства)		Противоречия
Вещества, Названия	Молекулярная формула	Тип химической связи (строение)	Предположение	Опытные данные	Противоречия
Воздух	N₂; O₂	Связь ковалентная неполярная
Вода дистиллированная	h3O	Связь ковалентная полярная
Соль кристаллическая	NaCl	Связь ионная			Проблема № 1
Раствор поваренной соли	NaCl	Связь ионная
Соляная кислота (Раствор хлороводорода)	HCl	Связь ковалентная полярная			Проблема № 2
Сахароза кристаллическая	C₁₂H₂₂O₁₁	Связь ковалентная полярная
Раствор сахарозы	C₁₂H₂₂O₁₁	Связь ковалентная полярная			Проблема № 3

Электролиты		Неэлектролиты
Ионная связь	Ковалентная сильнополярная связь	Ковалентная слабополярная	Ковалентная неполярная связь связь
NaCl Na₂SO₄	HCl H₂SO₄	_{C12H₂₂O₁₁C₂H₅OH}	N₂ O₂

Кислота соляная	\ (\ ce {HCl} \) ( водн. )
Бромистоводородная кислота	\ (\ ce {HBr} \) ( водн. )
Йодоводородная кислота	\ (\ ce {HI} \) ( водн. )
Азотная кислота	\ (\ ce {HNO3} \) ( водн. )
Серная кислота	\ (\ ce {h3SO4} \) ( водн. )
Хлорная кислота	\ (\ ce {HClO4} \) ( водн. )
Хлорная кислота	\ (\ ce {HClO3} \) ( водн. )

Натрия гидроксид	\ (\ ce {NaOH} \) ( водн. )
Гидроксид калия	\ (\ ce {KOH} \) ( водн. )
Гидроксид кальция	\ (\ ce {Ca (OH) 2} \) ( водн. )
Гидроксид бария	\ (\ ce {Ba (OH) 2} \) ( водн. )

Натрия хлорид	\ (\ ce {NaCl} \) ( водн. )
Карбонат калия	\ (\ ce {K2CO3} \) ( водн. )
Сульфат меди (II)	\ (\ ce {CuSO4} \) ( водн. )

Уксусная кислота	\ (\ ce {HC2h4O2} \) ( водн. )
Угольная кислота	\ (\ ce {h3CO3} \) ( водн. )
Лимонная кислота	\ (\ ce {C6H8O7} \) ( водн. )
Фосфорная кислота	\ (\ ce {h4PO4} \) ( водн. )

Аммиак	\ (\ ce {Nh4} \) ( водн. )
Гидроксид аммония	\ (\ ce {Nh5OH} \) ( водн. )
Гидроксид магния	\ (\ ce {Mg (OH) 2} \) ( водн. )
Большинство других баз

Хлорид серебра	\ (\ ce {AgCl} \) ( с )
Карбонат кальция	\ (\ ce {CaCO3} \) ( с )
Сульфат бария	\ (\ ce {BaSO4} \) ( с )

Вода дистиллированная	\ (\ ce {h3O} \) ( l )
Метанол	\ (\ ce {Ch4OH} \) ( водн. )

Масштаб	Красный светодиод	Зеленый светодиод	Электропроводность
0	от	от	низкий или нет
1	разм.	от	низкий
2	средний	от	средний
3	яркий	тусклый	высокая
4	очень яркий	средний	очень высокий

Решение	Наблюдения: красный светодиод \| зеленый светодиод	Электропроводность	Сильный, слабый или неэлектролитный	Ионизированный, частично ионизированный или неионизированный
примеров: \ (\ ce {LiOH} \) ( водн. ), \ (\ ce {HNO2} \) ( водн. ), метанол (л)	красный яркий, зеленый тусклый красный тусклый, зеленый выкл красный выкл, зеленый выкл	высокий / низкий / нет	сильный электролит / слабый электролит / неэлектролит	ионизированный / частично ионизированный / неионизированный
вода дистиллированная, \ (\ ce {h3O} \) ( л )
водопроводная вода, \ (\ ce {h3O} \) ( л )
твердый хлорид натрия, \ (\ ce {NaCl} \) ( s )
раствор хлорида натрия, \ (\ ce {NaCl} \) ( водн. )
твердый карбонат кальция, \ (\ ce {CaCO3} \) ( s )
раствор карбоната кальция, \ (\ ce {CaCO3} \) ( водн. )
уксусная кислота, \ (\ ce {HC2h4O2} \) ( водн. )

нитрат алюминия, \ (\ ce {Al (NO3) 3} \) ( водн. )
гидроксид аммония, \ (\ ce {Nh5OH} \) ( водн. )
гидроксид кальция, \ (\ ce {Ca (OH) 2} \) ( водн. )
угольная кислота, \ (\ ce {h3CO3} \) ( водн. )
этанол, \ (\ ce {Ch4Ch3OH} \)
соляная кислота, \ (\ ce {HCl} \) ( водн. )
гидроксид магния, \ (\ ce {Mg (OH) 2} \) ( водн. )
сульфат магния, \ (\ ce {MgSO4} \) ( водн. )
азотная кислота, \ (\ ce {HNO3} \) ( водн. )
йодид калия, \ (\ ce {KI} \) ( водн. )
хлорид натрия, \ (\ ce {NaCl} \) ( водн. )
гидроксид натрия, \ (\ ce {NaOH} \) ( водн. )
сахароза, \ (\ ce {C12h32O11} \) ( водн. )