На катоде выделяется натрий, а на аноде — хлор. - раздел Образование, ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Майкл Фарадей
(1791—1867)
...
МАЙКЛ ФАРАДЕЙ
(1791—1867)
Он не оканчивал университетов, этот гениальный самоучка. Подростком, работая в переплётной мастерской, приводил в порядок растрёпанные фолианты. Среди них попадались книги по химии и физике. Читая их, Майкл Фарадей приобрёл первые познания в этих науках. Он стал посещать публичные лекции Гемфри Дэви. Тот обратил внимание на пытливого юношу и в 1813 г. взял его в свою лабораторию ассистентом. Ученик оказался из тех, которым суждено было превзойти учителя. Уже в 1825 г. он сменил Дэви на посту директора лаборатории, а годом раньше стал членом Лондонского королевского общества.
Фарадей вошёл в историю как один из величайших учёных XIX в. «Никогда со времён Галилея свет не видел столь поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея», — говорил известный русский физик Александр Григорьевич Столетов.
Первый период его творчества был в основном связан с химией. Впечатляюще выглядит перечень достигнутых результатов. Усовершенствовав способ сжижения газов, Фарадей получил в жидком состоянии хлор, сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. В 1825 г. из отходов светильного газа выделил бензол и изучил его важнейшие свойства. Одним из первых исследовал каталитические реакции, безуспешно пытаясь синтезировать аммиак из азота и водорода.
В 1833—1834 гг. он сформулировал законы электролиза, которые легли в основу новой химической дисциплины — количественной электрохимии. Важнейшие электрохимические термины — электролиз, электролиты, электроды (катод и анод), ионы (катионы и анионы) — были введены Фарадеем.
Экспериментальное мастерство и интуиция учёного поразительны. Он не конструировал сложных приборов. Как заметил немецкий естествоиспытатель Герман Гельмгольц: «Немного проволоки и несколько старых кусков дерева и железа дают ему возможность сделать величайшие открытия».
В середине 20-х гг. XIX в. Фарадей всерьёз заинтересовался взаимосвязью между электричеством и магнетизмом. Он вступил на стезю физических исследований — и здесь ему предстояло совершить подлинную революцию.
29 августа 1831 г. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции и с этого времени постоянно докладывал результаты своей работы Лондонскому королевскому обществу. Впоследствии эти материалы составили три объёмистых тома «Экспериментальных исследований по электричеству».
Учёный сформулировал понятие об электрических и магнитных силовых линиях, предложил термин «магнитное поле», т. е., по существу, впервые ввёл в науку понятие поля. По словам Альберта Эйнштейна, нужно было обладать «могучим даром научного предвидения, чтобы распознать, что в описаниях электрических явлений
не заряды и частицы описывают суть явлений, а скорее пространство между зарядами и частицами».
Кроме того, он открыл парамагнетизм и диамагнетизм, обнаружил вращение плоскости поляризации в магнитном поле, ввёл понятие диэлектрической проницаемости, изобрёл вольтметр и трансформатор. Его идеи способствовали созданию электродвигателя и динамо-машины.
Словом, Фарадей-физик обогатил человеческое знание в большей степени, чем химик. Но ведь современная теоретическая и экспериментальная химия во многом развивались на основе тех представлений, которые ввёл в науку Майкл Фарадей.
трохимического разложения — электролиза — протекают на электродах (от греч. «электрон» и «ходос» — «дорога», «путь»), В растворе электричество переносится ионами (от греч. «ион» — «идущий»): ионы, несущие положительный заряд (катионы), перемещаются к отрицательно заряженному электроду — катоду (от греч. «катод» — «путь вниз»), а ионы, несущие отрицательный заряд (анионы), направляются к положительно
заряженному электроду — аноду (от греч. «анод» — «путь вверх»).
Пользуясь терминологией Фарадея, процесс электролиза расплава поваренной соли NaCl можно представить так Находящиеся в расплаве ионы Na+ и Сl- перемещаются, соответственно, к аноду и катоду. На аноде ионы Сl- отдают свои электроны и переходят в газообразный хлор. На катоде ионы Na+ получают электроны и превращаются в металлический натрий.
Основной заслугой Фарадея, обессмертившей его имя, было установление связи между количеством пропущенного электричества и количеством выделившегося вещества. Учёный доказал, что при электролизе воды объёмы образовавшихся газов — водорода и кислорода — прямо пропорциональны количеству пропущенного электричества и не зависят ни от напряжения, ни от расположения электродов в ванне и их размера, ни от состава раствора (если, конечно, разлагается вода, а не растворённое в ней вещество). Фарадей отметил, что эта зависимость соблюдается столь строго и точно, что по объёму выделившегося газа можно судить о количестве пропущенного электричества. Понимая, насколько важна обнаруженная им зависимость, Фарадей проверил её универсальность и убедился, что она сохраняется и при выделении галогенов. Поэтому свой вывод учёный распространил на все случаи электролиза.
Затем Фарадей поставил следующий важный вопрос: в каком соотношении выделяются разные вещества при пропускании одного и того же количества электричества? Учёный ответил на него с большим экспериментальным изяществом. Он соединил последовательно несколько ванн с разными разлагающимися веществами (растворами иодида калия, соляной и серной кислот, расплавленными иодидом и хлоридом свинца), некоторое время пропускал через них ток и затем определил массовое соотношение выделившихся веществ. Результат получился удивительный, заранее непредсказуемый: массы выделившихся водорода, кислорода, хлора, иода и свинца относились как 1:8: 36 : 125: 104, т. е. так же, как и их атомные массы, делённые на число валентных электронов. Исходя из этого, Фарадей сформулировал основной закон электролиза:
На сайте allrefs.net читайте: "ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
На катоде выделяется натрий, а на аноде — хлор.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
В конце XVIII в. итальянские учёные Луиджи Гальвани (1737—1798) и Алессандро Во'льта (1745—1827) создали первый химический источник тока. С этого открытия в истории цивилизации началась новая эра
Опыт Л. Гальвани. Гравюра. 1791 г.
объяснения. Прежде всего следовало ответить на вопрос: почему при замыкании цепи из двух металлических проводков лапка сокращается, какой раздражитель вызывает сокращения? Гальвани дал правильный
Вольтов столб. Чертёж из рукописи А. Вольта.
кружки цинковыми, а картон — сукном. В результате получилась удобная компактная батарея.
Вольта обнаружил, что при сочетании меди и цинка получаются «сильные» элементы, а из меди и сере
Гемфри Дэви.
ризонтально в сухих узких деревянных ящичках. Батарея состояла из трёхметровых рядов, соединённых последовательно медными скобками. Теоретически подобное устройство из 2100 мелно-цинковых пар мо
Лаборатория М. Фарадея. Гравюра. XIX в.
Значение этого закона, совершенно чётко связывающего электричество с химическими свойствами веществ, трудно переоценить. Известный английский электрохимик, сконструировавший один из первых галь
Ряд напряжений металлов.
следующие, но ни один из предыдущих. Поскольку водород во многих отношениях близок к металлам, его тоже поместили в этот ряд — он оказался перед медью; однако сам водород металлы, как правило, н
ЭТИ ЗАГАДОЧНЫЕ КОЛЛОИДЫ
В середине XIX в. английский химик Томас Грэм (1805—1869) обнаружил вещества с загадочными свойствами. При выпаривании их растворов вместо кристаллов получались аморфные студенистые массы. Они име
Коллоидные растворы (золи) золота.
щелевой ультрамикроскоп, с помощью которого можно было разглядеть частицы диаметром менее 0,01 мкм. Они-то и выдвинули идею универсальности коллоидного, или дисперсного (от лат.
Пётр Александрович Ребиндер.
к единице площади, характеризует поверхностное натяжение с. Вот почему коллоидные частицы обладают избытком энергии по сравнению с той же массой сплошного вещества. «Лишняя» энергия делает колло
ТЕПЛО ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Важнейшая особенность химических процессов — образование новых веществ. Однако не менее важно и то, что они протекают с выделением или поглощением энергии. В первом случае реакции называются эк
И температуру, и крепость спиртных напитков измеряют в градусах.
Напоминания об этой теории сохранились даже в современном разговорном языке. Так, мы говорим, что теплота «течёт» от горячего тела к холодному, как будто речь идёт о жидкости. Слово «температура»
Эмануэль Клаузиус.
ЯЗЫК СОВРЕМЕННОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Всякий объект, который изучает термодинамика, называется термодинамической системой. Система — это некоторая часть материального мира, ограниченная
Юлиус Роберт Майер.
«официальным» учёным, входящим в университетскую корпорацию. В конце концов Мор послал статью в Вену и... забыл о ней. Лишь спустя 30 лет он случайно обнаружил, что его работу всё-таки напечатали!
Джеймс Прескотт Джоуль
Позднее величина механического эквивалента теплоты несколько раз уточнялась. Джоуль в 1843 г. получил значение 460 кГм, американский физик Генри Август Роуланд (1848—1901) в 1880 г. — 427 кГм, ч
Герман Иванович Гесс.
КАК ИЗМЕРЯЮТ ТЕПЛОТУ
Количество теплоты измеряют по её переносу от одного тела к другому. Повышение температуры тела определяется его теплоёмкостью: С = Q/DT, где С — тепло
Живой организм — это тоже своего рода тепловая машина.
джоуль. Поскольку пища — разнородная смесь, её калорийность, как правило, приводят в виде средних значений в расчёте на 100 г.
Начало таким измерениям положили Антуан Лавуазье и Пьер С
БЫТЬ ИЛИ НЕ БЫТЬ РЕАКЦИИ? ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Едва ли найдётся другая научная теория, столь простая по своим основным идеям и столь универсальная по охвату разнообразных природных явлений и процессов, как термодинамика. Она объясняет плавле
Людвиг Больцман.
а воздух в комнате нагревается. Однако обратный процесс невозможен, хотя он и не противоречил бы первому закону.
Оказывается, правило таково: самопроизвольные процессы всегда сопровождаю
Уильям Томсон, лорд Кельвин.
Как видим, формулировки Клаузиуса и Кельвина накладывают определённые ограничения на использование теплоты для производства работы и обосновывают невозможность создания вечного д
Вечный двигатель. Старинная гравюра.
Таким образом, изменение энтропии является однозначным критерием самопроизвольности реакции, протекающей в изолированной системе:
DS>0 — реакция протекает самопроизвольно;
Энтропия — царица хаоса.
реакция протекает с увеличением числа молей газов в системе, то энтропия системы возрастает, и наоборот. Например, энтропия сильно увеличивается в реакции СаСО3=СаО+СО2 и у
СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
(CuОН)2СО3.
Золотые украшения сохраняют свою красоту и блеск веками. А вот брошенный на улице старый автомобиль спустя несколько лет превращается в груду ржавого м
Механизм бимолекулярной реакции.
*Изомеризация — изменение строения без изменения состава молекулы.
ТЕОРИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ
Если реакции протекают при столкновении молекул, то скорость реакций должна напрямую
При нагревании.
где g — температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при нагревании на 10 °С (или, что одно и то же, на 10 К).
Однако правило Вант-Гоффа спр
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
КОГДА РЕАКЦИЯ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ
Если смешать растворы кислоты и щёлочи, образуются соль и вода, например:
НСl+NaOH=NaCl+H2O. Если же попытаться провести реакцию хлорида
Анри Луи Ле Шателье.
РАССЧИТЫВАЕМ КОНЦЕНТРАЦИЮ КИСЛОТЫ
Константы равновесия определены для очень многих реакций. В большинстве случаев известно и то, как изменяется величина Кравн в з
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов