Трактат об электричестве и магнетизме

Если разорвать цепь, разрезав проволоку, соединяющую медь одного из элементов с цинком следующего элемента, ток прекратится, а потенциал того конца проволоки, который соединён с медью, будет превышать на постоянную величину потенциал того конца проволоки, который связан с цинком. Эта постоянная величина равна полной электродвижущей силе в цепи.

Электролитическое действие тока

236. Пока цепь разомкнута, в элементах, составляющих батарею, не происходит никаких химических реакций. Но если цепь замкнута, то в каждом элементе Даниэля цинк уходит в раствор с цинка, а медь из раствора осаждается на меди.

Количество сернокислого цинка увеличивается, а количество медного купороса уменьшается, если его непрерывно не добавлять.

Количество растворённого цинка в каждом из элементов Даниэля, составляющих цепь, одинаково, как и количество осаждённой меди, независимо от размера пластин в элементах. Если какой-нибудь из элементов отличается своим устройством, химическое действие в этом элементе находится в постоянном соотношении с химическим действием в элементе Даниэля. Пусть, например, один из элементов состоит из двух платиновых пластин, погружённых в водный раствор серной кислоты. Тогда на поверхности той пластины, через которую ток входит в жидкость (а именно пластины, соединённой с медью элемента Даниэля), будет выделяться кислород, а на поверхности той пластины, через которую ток покидает жидкость (именно пластины, соединённой с цинком элемента Даниэля), будет выделяться водород.

Объём водорода в точности равен удвоенному объёму кислорода, выделившегося за то же время, а вес кислорода точно в восемь раз превышает вес водорода.

Вес каждого вещества, растворённого, осаждённого или разложенного в любом элементе цепи, равен определённой величине, называемой электрохимическим эквивалентом данного вещества, умноженной на силу тока и на время, в течение которого шёл ток.

Эксперименты, в которых был установлен этот принцип, изложены в седьмой и восьмой сериях «Экспериментальных исследований» Фарадея. Исследование кажущихся исключений из этого правила см. в книгах Миллера «Химическая физика» (Miller’s «Chemical Physics») и Видеманна «Гальванизм» (Wiedemann’s «Galvanismus»).

237. Вещества, разлагаемые таким путём, называются Электролитами. Самый процесс называется Электролизом. Места, где ток входит в электролит и выходит из него, называются Электродами. Тот из них, через который ток входит, называется Анодом, а тот, через который ток покидает электролит, называется Катодом. Составляющие, на которые разлагается электролит, называются Ионами: ион, приходящий к аноду, называется Анион, а тот, который приходит к катоду, называется Катион.

Из этих названий, которые, как я полагаю, придумал Фарадей с помощью д-ра Уивелла (Whewell), первые три, а именно электрод, электролиз и электролит, являются уже общепринятыми, а тот вид проводимости тока, в котором имеет место описанное разложение и перенос компонент, называется Электролитической Проводимостью.

Если однородный электролит помещён в трубку переменного сечения, а электроды размещены на её концах, то обнаружено, что при прохождении тока анионы появляются у анода, а катионы - у катода, причём количества этих ионов электрохимически эквивалентны и таковы, что они в сумме эквивалентны определённому количеству электролита. В других частях трубки состав электролита остаётся неизменным независимо от того, велико или мало сечение трубки, остаётся оно постоянным или меняется. Таким образом, количество электролиза в любом сечении трубки одинаково. Там, где сечение мало, процесс поэтому должен быть более интенсивным, чем там, где сечение велико; но полное количество ионов каждого сорта, которые проходят через любое поперечное сечение трубки в данный промежуток времени, есть величина неизменная для всех сечений.

Поэтому сила тока может быть измерена по количеству электролиза в данное время. Прибор, с помощью которого определяется количество продуктов электролиза, называется Вольтаметром.

Измеренная таким способом сила тока имеет одно и то же значение для каждой части цепи, а полное количество продуктов электролиза, выделившихся в вольтметре за любой данный промежуток времени, пропорционально количеству электричества, прошедшему за то же самое время через любое сечение цепи.