Elektrolýza(interaktivní prezentace s animací a testem)

(1) Opakování předchozího učiva

(2) Vysvětlení nových pojmů

(3) Elektrolýza

(4) Zápis učiva

(6) Procvičení učiva

(7) Odkazy na doplnění učiva

(8) Seznam použité literatury a zdrojů

MENU MENU – elektrický proud v kapalinách– elektrický proud v kapalinách(0) Úvod

(5) Využití elektrolýzy

(0) Úvod - Elektrický proud v kapalinách(0) Úvod - Elektrický proud v kapalinách

Elektrický proud v kapalinách je možný jen tehdy, vyskytují-li se v kapalině volné částice s elektrickým nábojem. Samotná existence volných nosičů náboje (iontů) však pro vznik elektrického proudu nestačí. V elektrolytu je třeba vytvořit elektrické pole, které působí elektrickými silami na ionty a uvádí je do uspořádaného pohybu.  MENU

(1) Opakování předchozího učiva(1) Opakování předchozího učiva

Odpověz si postupně na otázky:

1.) Které částice tvoří elektrický proud v kovovém vodiči? volné elektrony

2.) Která známá kapalina vede elektrický proud? voda

3.) Která kapalina nevede elektrický proud? destilovaná voda

4.) Co musí obsahovat kapalina, aby jí mohl procházet elektrický proud? volné částice s elektrickým nábojem

5.) Jak vznikne z atomu kladný iont?

atom odevzdá 1 nebo více elektronů

6.) Jak vznikne z atomu záporný iont?

atom přijme 1 nebo více elektronůMENU

Elektrolyty rozumíme roztoky kyselin, zásad a solí (nebo jejich taveniny), které vedou elektrický proud (VIDEO1).

Do vaničky s destilovanou vodou ponoříme dvě uhlíkové elektrody Destilovaná voda nevede elektrický proud. Rozpuštěním chloridu sodného NaCl v destilované vodě vznikne elektrolyt, kterým elektrický proud prochází. Žárovka se rozsvítí.

Vodivost elektrolytu je způsobena kladnými ionty (kationty např. Na+)

a zápornými ionty (anionty např. Cl–).

(2) Vysvětlení nových pojmů(2) Vysvětlení nových pojmů

MENU

+ –

Na+Na+

Na+

Na+

Cl–

Cl–

Cl–

Cl–

Na+Na+

Cl–

Cl–

Cl–

Cl–

Na+

Na+

Na+

C C

2442 2 SOHSOH

Elektrolytická disociace je rozpad látky na ionty.

OHKKOH

ClNaNaCl

Příklad disociace kyseliny:

Kationt H+ nese jeden elemen-tární náboj, v roztoku ale nemůže samostatně existovat a vytváří s molekulou vody oxoniový ion H3O+. Aniont SO4

2– nese dva elemen-tární náboje

Příklad disociace zásady:Draslíkový kationt K+ i hydroxidový aniont OH– nesou jeden elementární náboj.

Příklad disociace soli (VIDEO 2):

Sodíkový kationt Na+ i chloridový aniont Cl– nesou jeden elementární náboj.

(2) Vysvětlení nových pojmů(2) Vysvětlení nových pojmů

MENU

H+

SO42–

H+

H+ H+

H+

SO42–

SO42–

H+

(2) Vysvětlení nových pojmů (2) Vysvětlení nových pojmů

Při vložení dvou kovových elektrod do elektrolytu, připojených ke svorkám stejnosměrného zdroje napětí, vzniká v elektrolytu mezi elektrodami elektrické pole. To vyvolá usměrněný pohyb iontů.

Kladné ionty (kationty) se začnou pohybovat ke katodě (elektroda připojená k záporné svorce zdroje), záporné ionty (anionty) se pohybují k anodě (elektroda připojená ke kladné svorce zdroje) (VIDEO3).

MENU

katoda–

anoda +

+kationt

aniont

+ –

(3) Elektrolýza(3) Elektrolýza Ionty, které dorazí v elektrolytu k elektrodě jí odevzdají svůj náboj a mění se v neutrální atomy (molekuly) které se na povrchu elektrody vyloučí nebo jinak chemicky reagují s elektrolytem či elektrodou.

Elektrolýzou rozumíme látkové změny vyvolané při průchodu proudu elektrolytem na elektrodách.

MENU

Tím se elektrický proud v kapalinách liší od elektrického proudu v kovech, neboť tam k přenosu látky vodičem nedochází.

(3) Elektrolýza síranu měďnatého CuSO(3) Elektrolýza síranu měďnatého CuSO44

Do nádoby s roztokem síranu měďnatého (CuSO4 modrá skalice) pono- říme uhlíkovou katodu a měděnou anodu. Síran měďnatý se rozloží na kationty Cu2+ a anionty SO42-. V elektrickém poli mezi elektrodami jsou kationty Cu2+ přitahovány ke katodě (záporné elektrodě) a anionty SO42–

k anodě.

– +e– e– e– e–

Cue–

e–

e–

e–

e–

SO42-

Cu2+

C Cu

Cu2+

Cu2+

Cu2+ SO42-

SO42-

e–

e–

e–

Cu

CuSO4

CuSO4

MENU

CueCu 22

Kationty Cu2+  přijmou na katodě 2 elektrony, čímž se z nich stane neutrální atom Cu. Na katodě se vylučuje měď.

Na anodě reaguje SO42- s materiálem

anody a zároveň odevzdá anodě 2 elektrony. Reakcí vzniká síran měďnatý.

Při této elektrolýze se koncen- trace roztoku nemění(VIDEO4).

eCuSOCuSO 2424

(3) Elektrolýza vody(3) Elektrolýza vody

Elektrolýza vody probíhá v Hofmannově přístroji. Obě elektrody jsou z platiny a elektrolytem je zředěná kyselina sírová H2SO4 (VIDEO5).

Disociací molekul kyseliny sírové vznikají v roztoku kladné ionty vodíku H+ a záporné ionty SO4

2−. Vodíkové kationty se pohybují k záporné elektrodě (katodě), od které přijímají elektron a vylučují se jako plynný vodík H2. Anionty SO4

2− se pohybují ke kladné elektrodě (anodě), které odevzdají své elektrony a elektricky neutrální molekula SO4 reaguje s vodou na H2SO4 a vzniká O2. Počet molekul vodíku vyloučeného na katodě je 2x větší než počet molekul kyslíku vyloučeného na anodě. (VIDEO6)

MENU+ –

anoda katoda

H2

O2

H2SO4

(3) Elektrolýza chloridu sodného(3) Elektrolýza chloridu sodného

– +e– e– e– e–

H2 Cl2

e–

e–

e–

e–

e–

e–

e–

e–

e–

Cl–

Cl–

Cl–

Na+

Na+

Na+

H2O

H2O

Na+

NaOH

NaOH

C C

Při elektrolýze chloridu sodného vzniká hydroxid sodný, vodík a chlor: 2 NaCl + 2 H2O 2NaOH + H2 + Cl2

NaCl disociuje na kationty Na+ a anionty Cl–. Na katodě přijmou kationty sodíku jeden elektron. Reagují s vodou za vzniku hydroxidu sodného a vodíku:2Na++ 2H2O + 2e-  2NaOH + H2

Na anodě odevzdají anionty chloru elektron. Vzniklé molekuly chlóru unikají z elektrolytu ve formě drobných bublinek.

2Cl- – 2e-  Cl2

Na katodě je vylučován vodík H2 a na anodě chlór Cl2.

MENU

MINISTERE DE LA COMMUNAUTE FRANCAISE DE BELGIQUEMINISTERE DE LA COMMUNAUTE FRANCAISE DE BELGIQUE

Formateur CAF : P. COLLETTE Formateur CAF : P. COLLETTE

Inspecteurs : Ph. ARNOULD - J. FURNEMONTInspecteurs : Ph. ARNOULD - J. FURNEMONT

20012001

překlad do českého jazyka

(3) Elektrolýza - animace(3) Elektrolýza - animace

MENU

(4) Zápis učiva – doplň chybějící slova(4) Zápis učiva – doplň chybějící slova

……………rozumíme roztoky kyselin, zásad a solí (nebo jejich taveniny), které vedou elektrický proud.

Vodivost elektrolytu je způsobena………………………….. - rozpadem látky na kladné (….….......) a záporné ionty (………...).

Při vložení ……….. do elektrolytu, připojených ke svorkám stejnosměrného zdroje napětí, vzniká v elektrolytu mezi elektrodami ……….….……, které vyvolá usměrněný pohyb iontů k elektrodám.

Kladné ionty (kationty) se pohybují ke ……….. (záporná), záporné ionty (anionty) se pohybují k …….…(kladná).Látkové změny vyvolané při průchodu proudu elektrolytem na elektrodách nazýváme ……………..

Elektrolyty

elektrolytickou disociacíkationty

anionty

elektrod

elektrické pole

katoděanodě

elektrolýza MENU

(5) (5) Využití elektrolýzyVyužití elektrolýzy

Elektrolýza má široké technické využití: Výroba chlóru Rozklad různých chemických látek (elektrolýza vody) Elektrometalurgie - výroba čistých kovů (hliník z Al2O3, Na z NaOH ) Elektrolytické čištění kovů - rafinace (zinek, nikl) Galvanické pokovování pokrývání předmětů vrstvou kovu (chromování, niklování, zlacení) Galvanoplastika - kovové obtisky předmětů, např. pro výrobu odlévacích forem Polarografie - určování chemického složení látky pomocí změn elektrického proudu procházejícího roztokem zkoumané látky Akumulátory - nabíjení chemického zdroje elektrického napětí průchodem elektrického proudu Elektrolytický kondenzátor – katoda je tvořena elektrolytem, má velkou kapacitu, náchylný je na zapojení s opačnou polaritou MENU

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

1.) Roztok cukru v destilované vodě

a) je elektrický izolant

b) není elektrický izolant

c) vede elektrický proud

d) je elektrický vodič

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

2.) Roztok kuchyňské soli v destilované vodě

a) je elektrický izolant

b) není elektrický izolant

c) nevede elektrický proud

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

3.) Elektrický proud v roztoku modré skalice je tvořen usměrněným pohybem

a) volných elektronů

b) pouze volných kationtů

c) pouze volných aniontů

d) volných iontů

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

4.) Elektroda připojená ke kladnému pólu zdroje se nazývá:

a) dioda

b) anoda

c) katoda

d) elektrolýza

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

5.) Destilovaná voda je

a) vodič

b) polovodič

c) izolant

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

6.) Vylučování látek na elektrodách nazýváme

a) elektrolytická disociace

b) elektrolýza

c) elektrické pole

d) elektrolyt

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

7.) Elektrolytem je roztok síranu měďnatého, elektrody jsou z mědi a uhlíku. Pokud zapojíme uhlíkovou elektrodu jako katodu, tak se:

a) uhlíková elektroda pokryje mědí

b) měď vylučuje na měděné elektrodě

c) obě elektrody pokryjí mědí

d) měď vylučuje v elektrolytu

MENU

SPRÁVNĚ !!!

(6) Procvičení učiva(6) Procvičení učiva

KONEC TESTU

MENU

(7) Odkazy na doplnění učiva(7) Odkazy na doplnění učiva

http://cc.uni-paderborn.de/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_11/kap11_3/elyse.html

Animace a aplety:

http://phet.colorado.edu/simulations/soluble-salts/soluble-salts.jnlp

Prezentace:

http://chemickeprezentace.ic.cz/Elektrolyza.pdf

http://www.spszl.cz/~vascak/modules/testy/milionar/milionar.php?tema=400

Hry na procvičení:

Texty:http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrol%C3%BDzacs.wikipedia.org/wiki/Elektrick%C3%BD_proud_v_kapalin%C3%A1ch

http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrick%C3%BD_proud_v_kapalin%C3%A1ch

http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrolyt

http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=278

http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=280

MENU

(8) Seznam použité literatury a zdrojů(8) Seznam použité literatury a zdrojůLEPIL, O. Fyzika pro gymnázia, Elektřina a magnetismus. 5. přepracované vydání Praha: Prometheus 2000.ISBN 80-7196-202-3.

LEPIL, O. Fyzika. Sbírka úloh pro střední školy.1. vydání Praha: Prometheus 1995ISBN 80-7196-048-9

Animace elektrolýzy: Formateur CAF : P. COLLETTE Inspecteurs : Ph. ARNOULD - J. FURNEMONT 2001

Odkazy na videa: http://www.youtube.com/watch?v=Nb1wncj5L6s&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=EBfGcTAJF4ohttp://groups.uni-paderborn.de/cc/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_11/kap11_3/elyse.htmlhttp://www.youtube.com/watch?v=Q62UfP-ZADY&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=IxANIkNjUv0&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=OTEX38bQ-2w&feature=related

Obrázky:http://arab-training.com/vb/t10359.htmlhttp://www.cksinfo.com/signssymbols/pointing/index.html Fotografie: Mgr. Čestmír Krejčí

MENU

KONEC

MENU

ŠPATNĚ !!!

MENU

Vraťte se kliknutím na šipku.