15. Электропроводность различных веществ

Здесь r ₀ - значение удельного сопротивления при некоторой выбранной температуре T ₀ , a - температурный коэффициент сопротивления, [ a ]  = K ^-1 . Численно этот коэффициент для всех металлов порядка 10 ^-3 К ^-1 . Иными словами, сопротивление металлов слабо зависит от температуры практически во всем диапазоне допустимых температур от точки плавления до сверхнизких.

У некоторых металлов (например, ртуть, олово) сопротивление внезапно падает до нуля при охлаждении ниже некоторой критической температуры Т _с . Это явление получило название сверхпроводимости . Типичные температуры перехода в сверхпроводящее состояние у металлов очень малы (< 20 К).

Электрический ток в жидкостях. Водные растворы электролитов проводят ток. Носителями тока являются ионы электролита , образовавшиеся в результате разложения молекул электролита в водном растворе. В растворе электролита непрерывно конкурируют процессы диссоциации и обратной рекомбинации ионов в молекулы электролита. При заданной температуре устанавливается динамическое равновесие и среднее число ионов обоих знаков не изменяется. Степень диссоциации (доля молекул электролита, распавшихся на ионы) растет с ростом температуры, поэтому в нагретом электролите концентрация положительных и отрицательных ионов увеличивается.

Закон электролиза. Ионы - проводники тока в растворе электролита - попадают на электроды и, отдавая, либо получая электроны, превращаются в атомы соответствующих веществ. Процесс выделения вещества на электродах при пропускании тока через раствор электролита называется электролизом .

Пусть m _0i - масса отдельного иона, q _0i  = ne - его заряд ( n - валентность иона, е - величина элементарного заряда), а N _i - число ионов, попавших на электрод за время D t . Полный заряд, прошедший за это время через электролит, равен D q = I D t , поэтому

Масса вещества, выделившаяся на электроде, равна

(15.2)

Коэффициент

носит название электрохимического эквивалента . Эта величина различна для разных веществ.

Полученная формула (15.2) представляет основной закон электролиза (закон Фарадея):

Масса вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна количеству заряда D q , протекшему через раствор электролита. Постоянная величина Q _F  = eN _A  =  96500 Кл называется постоянной Фарадея. При прохождении количества заряда Q _F на электроде выделяется количество вещества, равное массе одного моля вещества, деленной на валентность иона-носителя.