Согласно законам Фарадея, электричество через растворы двигается вместе с веществом: при прохождении тока катион направляется к катоду (отрицательному полюсу), а анион—к аноду, причем все одновалентные катионы (наир., Н‘, К‘, Ag- и тому подобное.) несут один заряд положительного электричества (1.F), двухвалентные (Mg% Са% Ре“, Си“ и тому подобное.) — два заряда (2F), трех-валентные — три заряда (3F). равным же образом ♦двухвалентные анионы (например, SO/) несут вдвое больший заряд отрицательного электричества сравнительно с одновалентными (С1 Br,N03 и т.п.). Таким образом, на ряду с законом кратных отношений мы имеем закон кратных зарядов электричества и подобно тому как первый закон нашел объяснение в атомистической теории, так и второй приводит к понятью об атомах электричества. „Если применить“, говорит Гельм-гольтц, „атомистическую теорию к электрическим процессам, то в соединении с законом Фарадея она приводит к поразительным следствиям. Если мы допускаем существование химических атомов, то мы принуждены заключить отсюда далее, что также и э и е к т р и ч е с т в о, как положительное, так и отрицательное, разделяются на определенные количества, которые играют роль атомов электричества“. Идея Гельмгольтца о существовании атомов электричества, высказанная в 1881 г., к настоящему времени (1936) получила широкое развитие: ока подтвердилась рядом исследований над катодными лучами и радиоактивными телами. Был открыт электрон—атом отрицательного электричества, масса которого составляет 1/то массы атома водорода (смотрите электронная теория). Понятие об атомах электричества позволяет более наглядно представить перенос электричества в растворах: каждый одноатомный (одновалентный) ион несет один атом электричества, двухвалентный — два атома, трехатомный —три и так далее
По теории строения атомов электрический нейтральный атом каждого элемента содержит такое число электронов, какое требуется, чтобы оно вполне могло нейтрализовать весь положительный заряд атома. Если из нейтрального атома выделится один электрон, получится ион, несущий один положительный заряд (катион); если выделятся два электрона, получится катион с двумя зарядами (двухатомный) и так далее
Если к нейтральному атому элемента, например 01, Вг и т. д„ присоединить один электрон, получится одноатомный анион, присоединятся два электрона — получится двухатомный анион и так далее Реакцию разложения соли на ионы можно изобразить следующим уравнением:
CuCL=Си ~i_+ -г 2С1у: причем протекает 2F; SnCl4=Sn 4СГ, причем протекает 4F.
Ионы отличаются от атомов какого-либо элемента тем, что несут определенный заряд, иными словами — некоторый избыток электричества положительного (катион) или отрицательного (анион) сравнительно с таковым нейтрального атома. В виду ничтожно малой массы электрона выделение или присоединение одного или нескольких электронов не может отразиться заметным образом на массе иона, но сообщает последнему свойства, резко различающиеся от свойств нейтрального атома элемента.
Заряд электрона, согласно последним измерениям, равен 4,774 10~10 элевтростатич. единиц сист. (в CGS)==1,59 10 ~ “° эл.-маг. ед.=1,59 10 ~19 кулонов. Столько же положительного электричества несет каждый одноатомный катион, двухатомный—вдвое больше и так далее Злектрическое действие этих зарядов, несмотря на их кажущуюся незначительность, громадно: из определений, произведенных В. Вебером. Максуэлом и другими, оказалось, что оба электричества, которыми заряжены ионы одного миллиграмма воды, будучи разделены и помещены на два шара, удаленные друг от друга на расстоянии одного километра, должны были бы вызвать между этими шарами силу притяжения, равную, приблизительно, весу 100.000 килограммов (!!).
Открытие законов электролиза подорвало доверие к электрохимической
Электрического тока. Химически чистая вода, перегнанная в разреженном пространстве и охлажденная в платиновом холодильнике, оказывается очень плохим проводником: сопротивление, какое оказывает прохождению электричества столб такой воды длиною в 1 м и
1 кв. миллиметров сечения, равно сопротивлению медной проволоки такого же сечения, имеющей такую длину, что луч света (проходящий, как известно, 300.000 км в×секунду) пробежит такой путь в
2 мин. 12 сек. Но стоит только такойводе постоять несколько минут на воздухе, и ее электропроводность увеличится в несколько раз. Другие жидкости, например спирт, глицерин, равно как безводная серная кислота, жидкий (безводный) хлористый водород и тому подобное., обладают очень незначительной электропроводностью. При растворении же кислот (оснований и солей) в воде получается раствор, электропроводность которого в несколько тысяч и даже миллионов превышает электропроводность воды и данной кислоты. Но как ни велика электропроводность водных растворов, она по сравнению с электропроводностью металлов является незначительной. Одним из лучших проводников является раствор (80,4%) серной кислоты, электропроводность которого выражаелся при 18°Ц. в ртутных единицах числом 0,00007, то есть сопротивление столба
ЗО5
серной кислоты будет в 7 —14.290 разбольше, чем сопротивление одинакового с ним столба ртути.
Удельная электропроводность меняется с концентрацией раствора, и при известной концентрации наблюдается максимум электропроводности. Существование такого максимума обусловливается тем, что смешиваемые тела в отдельности почти не обладают электропроводностью, которая приобретается актом растворения. Сперва электропроводность довольно быстро возрастает, почти пропорционально концентрации (особенно у КОН, NaOH, НС1, HN03 и тому подобное. соедин.), затем кривая достигает максимума (у КОН при т между б и 7, у NaOH при т между 4 и 5, у НС1 и HNO3 при т между 5 и 6), и затем начинает медленно понижаться. Иная картина получается для молекулярной и эквивалентной электропроводности: молекулярная электропроводность при уменьшении кон-центрации раствора быстро увеличивается и стремится к известной предельной величине для каждого электролита. Следующая таблица эквивалентной электропроводности А дает более полное представление о ходе увеличения молекулярной электропроводности растворов по мере их разжижения (v обозначает число литров, содержащих один грамм-эквивалент растворенного тела).
> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Электрохимическим эквивалентов