Электролиттердегі электр тоғы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым миністірлігі Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы: Электролиттердегі электр тоғы

Орындаған:Қапай Г. Е

Тексерген: Рахимбердина А. Т

Семей 2015

Жоспар:

Электролиттерге жалпы сипаттамаЭлектролиз үшін Фарадейдің І-ші заңы

1. 2Электролиз үшін Фарадейдің ІІ-ші заңы 1. 3Газдардағы электр тогы Қорытынды Пайдаланған әдебиеттер

Электролиттердегі электр тоғы

Тұздардың, сілтілердің және қышқылдардың ертінділерін электролиттер деп атайды. Электролиттер екінші текті өткізгіштерге жатады. Электролиттердегі электр тогын тасымалдаушылар оң және теріс иондар болып табылады. Электролиттердегі электр өрісін электролиттік ваннаға батырылған электродтар - анод пен катод тудырады. Катодқа қарай қозғалатын иондарды катиондар деп атайды, ал анодқа қарай қозғалатын иондарды аниондар деп атайды.

Молекулалардың иондарға ыдырау құбылысы электрлік диссоциация деп аталады. Бұл құбылыс диссоциация көрсеткішімен сипатталады.

Диссоциация көрсеткіші иондарға ыдыраған молекуланың жалпы молекулалар санына қатынасымен сипатталады:

мұндағы: n -иондарға ыдыраған молекулалар саны, n ₀ -жалпы молекулалар саны.

мұндағы: А-диссоциация тұрақтысы, өлшем бірлігі

Электролиттерде электролиттік диссоциациямен қатар оған кері құбылыс рекомбинация жүреді. Электролиттердегі оң және теріс иондардың қайта бірігіп, бейтарап молекулаға айналуын рекомбинация деп атайды.

мұндағы: - рекомбинация тұрақтысы, өлшем бірлігі

Электролиттерден электр тогы өткенде электродтарда зат бөліну құбылысы электролиз құбылысы деп аталады.

Электролиз үшін Фарадейдің І-ші заңы

Электролиз кезінде электродтарда бөлініп шығатын заттың массасы электролиттен өтетін зарядтың шамасына тура пропорционал.

мұндағы: - заттың электрохимиялық эквиваленті, өлшем бірлігі .

Электрохимиялық эквивалент сан жағынан сұйықтан 1 Кулон заряд өткенде электродтарда бөлініп шығатын зат массасына тең болады. Электрохимиялық эквивалент заттың табиғатына тәуелді болады.

Кез келген электр токтары үшін Фарадейдің І-ші заңы келесі түрде қолданылады:

Электролиз үшін Фарадейдің ІІ-ші заңы

Заттың электрохимиялық эквиваленті олардың химиялық эквивалентіне тура пропорционал.

мұндағы:

заттың химиялық эквиваленті, М- мольдік массасы, Z- валентілігі,

Фарадей тұрақтысы.

Фарадей тұрақтысы электролиттен электр тогы өткенде электродта бір моль зат мөлшері бөлініп шығу үшін ортадан өтетін зарядтың шамасына тең болады.

Фарадейдің біріккен заңы

Фарадейдің заңдарынан Фарадейдің біріккен заңы алынады.

Электр тогы тұрақты болса ( )

Кез келген электр тогы үшін

және

Жартылай өткізгіштердегі электр тоғы

Жартылай өткiзгiштер деп өткiзгiштiгi жағынан электр тоғын жақсы өткiзетiн заттар мен (өткiзгiштер) электр тогын өткiзбейтiн заттар (диэлектриктер) арасында жататын заттарды айтады.

Жартылай өткiзгiштердiң өткiзгiштiгi олардың қасиеттерiне және ондағы қоспаларға өте тәуелдi. Жартылай өткiзгiштердегi қоспалардың мөлшерiн проценттiң он миллионнан бiр бөлiгiнен 0, 1-1%-не дейiн өзгерткенде оның өткiзгiштiгiн миллиондаған есе өзгертуге болады. Жартылай өткiзгiштердегi электр тоғы тек терiс заряд- электрондармен ғана емес, сонымен қатар оң зарядтар- кемтiктермен тасымалданады. Кемтiк зарядының абсолют шамасы электронның зарядына тең.

Егер ешқандай қоспасы болмайтын идеал жартылай өткiзгiштiң электр тоғын өткiзуi оның меншiктi электр өткiзгiштiгiмен анықталады.

Жартылай өткiзгiш кристалындағы атомдар сыртқы электрондық қабықшадағы электрондар арқылы байланысады. Атомдардың жылулық тербелiсi кезiнде жылулық энергия байланысты құрайтын электрондар арасында бiртексiз таралады. Соның нәтижесiнде кейбiр электрондар өз атомының байланысын үзiп, кристалда еркiн орын ауыстыратындай жылулық энергия мөлшерiн алады, яғни электр тоғын тасымалдаушыларға айналады (басқаша айтқанда олар өткiзгiштiк зонаға өтедi) . Электронның осылай кетуi атомның электрлiк бейтараптығын бұзады және атомда заряды кеткен электрон зарядына тең оң заряд пайда болады. Осы электроны жетiспейтiн бос орын кемтiк деп аталады.

Осы бос орынға көршi байланыстағы электрон көше алатын болғандықтан, кемтiк те кристалл iшiнде орын ауыстырады және электр тогының оң зарядты тасымалдаушысы болып табылады. Осы жағдайда электрондар мен кемтiктердiң мөлшерi бiрдей болады және идеал кристалдың электр өткiзгiштiгi тең мөлшерде оң және терiс зарядтардың қозғалысымен анықталады.

Егер жартылай өткiзгiштiң атомының орнына сыртқы электрондық қабатта бiр электроны артық қоспа атомын орналастырғанда, бұл электрон кристалдағы атомаралық байланысқа қатыспайды және өз атомымен нашар байланысады. Осы электрон аз энергияның өзiнде өз атомынан босап, еркiн электронға айналады. Осындай қоспаларды донорлық қоспалар , яғни электрон «беретiн қоспаларң деп аталады. Қоспа атомы оң зарядталады және бұл жағдайда кемтiк пайда болмайды. Бұл оң заряд өз атомымен байланысқандықтан электр өткiзгiштiк процесiне қатыспайды.

Жартылай өткiзгiш атомын сыртқы электрондық қабықшасындағы электрондар саны негiзгi атомның электрондарынан аз болатын қоспамен ауыстырғанда байланыстарға электрондар жетпей, бос орын қалады, яғни бұл жағдайда кемтiктер пайда болады. Жоғарыда айтылғандай осы бос орынға көршi атомнан электрон келе алады және кемтiк кристалда еркiн орын ауыстырады.

Кемтiктердiң қозғалысы- бұл электрондардың бiр байланыстан көршi екiншi байланысқа көшуi болып табылады. Осындай қоспалар электрон «алатынң акцепторлық қоспалар деп аталады.

Кристалдағы қоспалардың мөлшерi артқанда оның өткiзгiштiгi электрондық немесе кемтiктiк сипат алады. Negativ (терiс) деген латын сөзiнiң бiрiншi әрiпiне сәйкес электрондық өткiзгiштiгi n-типтi өткiзгiштiк, positiv (оң) сөзiнiң бiрiншi әрiпiне сәйкес кемтiктiк өткiзгiштiктi p-типтi өткiзгiштiк деп аталады.

Қоспалары бар жартылай өткiзгiштерде екi түрлі электр тогын тасымалдаушылар болады. Олар қоспа атомдарын енгiзу нәтижесiнде пайда болатын негiзгi электр тогын тасымалдаушылар және жылулық энергия нәтижесiнде пайда болатын негiзгi емес электр тогын тасымалдаушылар.

Техникада қолданылған алғашқы жартылай өткiзгiштiк материал селен болды. Қазiргi уақытта жиi қолданылатын материалдар кремний, германий, селен болып табылады. Бұл заттар элементар жартылай өткiзгiштерге, яғни Менделеев периодтық кестесінің элементiне жататын жартылай өткiзгiштерге жатады.

Германий, кремний және селенмен қатар қазiргi кезде Менделеев таблицасындағы ІІІ және V, ІІ және ІV, ІІ және VІ топтардың элементтерiнен алынатын күрделi жартылай өткiзгiштiк қоспалар қолданылады. Мысалы, галий мен мышьяктың (галий арсенидi), галиймен фосфор, сынап пен теллурдың қоспалары және т. б. . Жартылай өткiзгiшке енгiзетiн қоспа түрiнде бор, фосфор, индий, мышьяк, сурьма және жартылай өткiзгiшке қажеттi қасиеттер беретiн басқа да элементтер қосады.

19. 12. Газдардағы электр тогы

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.