Конспект урока физики на тему Электрический ток в жидкостях, закон электролиза, применение

Цели:

Разъяснить физическую природу
электропроводности жидких проводников,
осуществить вывод закона электролиза в свете
электронных представлений, научить учащихся
применять закон при решении задач.

Комплексное методическое обеспечение:

  • приборы для демонстрации опыта,
  • дополнительная литература,
  • учебник физики 10 кл.,
  • портреты ученых: Б.С. Якоби, М.М. Фарадей

План-конспект

1. Вступительное слово преподавателя

С электропроводностью растворов солей в воде
связано очень многое в нашей жизни.

С первого удара сердца (“живое” электричество
в теле человека, на 80% состоящем из воды) до
автомобилей на улице, плееров и мобильных
телефонов (неотъемлемой частью этих устройств
являются “батарейки” — электрохимические
элементы питания и различные аккумуляторы — от
свинцово-кислотных в автомобилях до
литий-полимерных в самых дорогих мобильных
телефонах”. В огромных, дымящихся ядовитыми
парами чанах из расплавленного при огромной
температуре боксита электролизом получают
алюминий — “крылатый” металл для самолетов и
банок для “фанты”. Все вокруг — от хромированной
решетки радиатора иномарки до посеребренной
сережки в ухе когда-либо сталкивалось с
раствором или расплавом солей. А, следовательно,
с электрическим током в жидкостях. Не зря это
явление изучает целая наука — электрохимия, но
нас сейчас больше интересуют физические основы
этого явления

2. Демонстрация опыта:

Дистилированная вода не проводит ток в
собранной установке. Лампочка не загорается, а
если добавим в эту воду немного кислоты или соли,
то в цепи появится ток и лампочка загорит.
Происходит распад молекулы на (+) и (-) ионы,
электролитическая диссоциация (связь с химией).

“Атомы вещества каким-то образом одарены
электрическими силами или связаны с ними, и им
они обязаны своими наиболее замечательными
качествами.” (М. Фарадей)

Вывод:

электронная и ионная проводимость
растворов

3. Электролиз

Электрический ток в растворах и расплавах
электролитов приводит к выделению на электродах
веществ, входящих в состав электролита. Это
явление называется электролизом и в 1800 году его
открыли английские ученые У. Никольсон и А.
Карлей, а исследовал — английский физик М. Фарадей
в 1834 году, он также ввел термины: катод, электроды,
анод, электролиз, электролиты.

4. Закон Фарадея (1843 год)

Масса вещества, выделившегося на электроде за
время при прохождении электрического тока,
пропорциональна силе тока и времени, где — электрохимический
эквивалент вещества.

“Электролиз важно знать, чтобы массу
рассчитать, которая в растворе выделяется, когда
в нем токи появляются. Пусть в растворе будет
медный купорос, на катоде видим меди прирост.
Масса меди будет больше при том, если токи больше
времени в нем. Не простой ведь он, Фарадея,
англичанина закон”.

5. Применение электролиза (работа по учебнику)

а) электролитический метод получения чистых
металлов (рафинирование). Хорошим примером
является электролитическое очищение меди,
драгоценных металлов — золото и серебро.

б) посредством электролиза можно покрыть
металлические предметы слоем другого металла.
Этот процесс называется гальваностегией. Особое
техническое значение имеют покрытия
трудноокисляемыми металлами: никелирование и
хромирование.



в) гальванопластика- изготовление рельефной
копии предмета. Этот процесс был разработан
русским ученым Б. С. Якоби (1801-1874 г.), который в 1836
году применил этот способ для изготовления полых
фигур для Исаакиевского собора в
Санкт-Петербурге

г) получение оксидных защитных пленок на
металлах (анодирование)

д) электрохимическая обработка поверхности
металлического изделия (полировка)

е) электрохимическое окрашивание металлов
(медь, латунь, цинк)

ж) очистка воды – удаление из нее растворимых
примесей, в результате получается так называемая
мягкая вода

з) электрохимическая заточка режущих
инструментов (хирургические ножи, бритвы)

6. Сообщение:

биография М. Фарадея.

Фарадей Майкл (1791-1867) — английский физик,
основоположник учения об электромагнитном поле,
иностранный почетный член Петербургской А. Н.(1830).
Обнаружил химическое действие электрического
тока, взаимосвязь между электричеством и
магнетизмом, магнетизмом и светом. Открыл (1831 г)
электромагнитную индукцию-явление, которое
легло в основу электротехники. Установил (1833-1834
г.) законы электролиза, открыл пара- и
диамагнетизм, вращение плоскости поляризации
света в магнитном поле. Даже далеко не полный
перечень того, что внес в науку Фарадей, дает
представление об исключительном значении его
трудов.

Точка зрения на электродинамику с позиций
концепции поля, основоположником которой был
Фарадей, стала неотъемлемой частью современной
науки. Труды Фарадея ознаменовали наступление
новой эры в физике.

7. Сообщение:

Якоби Борис Семенович (Мориц
Герман) (1801-1874 г.)

Российский физик и электротехник, академик
Петербургской А Н(1842г), родился в Германии, с 1835 г
проживал в России. Много трудов по практическому
применению электричества, изобрел
электродвигатель(1834г) и опробовал его для
привода судна (1838г). Создал гальванотехнику(1838г),
несколько типов телеграфных аппаратов (1840-1850г)
Исследовал электромагниты совместно с Э. Х.
Ленцем. Труды по военной электротехнике,
электрическим измерениям, метеоролог.

8. Решение задач (устно):

1) Почему нельзя прикасаться к неизолированным
электрическим проводам голыми руками? (Влага на
руках всегда содержит раствор различных солей и
является электролитом поэтому создает хороший
контакт между проводами и кожей)

2) Почему для гальванического покрытия изделия
чаще используют никель и хром? (большая
химическая стойкость, механическая прочность и
после полировки дают красивый блеск)

3) Почему провода осветительной сети
обязательно имеют резиновую оболочку, а провода,
предназначенные для сырых помещений кроме того,
еще просмолены снаружи?

(так как влага на проводах представляет
электролит и является проводником, а это может
привести к короткому замыканию и пожару)

4) (письменно) с комментариями у доски упр. 20 (4,5,7)
стр.343-344 физика-10 Г.Я.Мякишев

9. Заполнение таблицы:

“Сходства и различия в
электропроводности металлов и жидкостей”.

10. Подведение итогов урока, выставление оценок.




Следующий: