EZZ-SCHOOLBOOKS
Гончарук Олександр
Розділ підручника:Розділ 1. Електричний струм у різних середовищах • с. 21
§ 2⏱ 20 хвСкладність: ⭐⭐🏆 +120 XPПрограма МОН 100%

Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів

За підручником: В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий, Ф. Я. Божинова, О. О. Кірюхіна. «Фізика, 9 клас» (Видавництво «Ранок», 2026)
Розробник платформи:Гончарук Олександр
👩‍🏫Методичні акценти для вчителя • План проведення уроку на 45 хвНУШ
▼
🎯 Очікувані результати навчання (НУШ):

Формування предметних компетентностей за темою «Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів», розвиток критичного мислення, вміння аналізувати причинно-наслідкові зв'язки та застосовувати набуті знання на практиці.

💬 Провокативне питання для старту:

Використайте блок «Гачок (Hook)» нижче для 2-хвилинної розминки з класом перед поясненням нового матеріалу.

⏱️ Рекомендований таймінг 45-хвилинного уроку:
0–5 хв
Гачок & Місія
5–20 хв
Теорія & Інтерактив
20–30 хв
Робота «У зошит»
30–40 хв
Бос-тест уроку
40–45 хв
Рефлексія & XP
📋 Готовий запис для електронного журналу (НЗ.ua / Human / Єдина Школа):

Тема: Розділ 1. Електричний струм у різних середовищах • с. 21. Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів. Д/з: опрацювати матеріал уроку та завдання «У зошит» на платформі EZZ-SCHOOL BOOKS.

⚡ Фронтальне бліц-опитування класу на початку уроку (2 хв):
  1. Що є ключовим поняттям теми «Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів» і чому воно важливе?
  2. Де у повсякденному житті, науці чи IT ми стикаємося з цим явищем/алгоритмом?
  3. Яка найпоширеніша помилка виникає під час першого знайомства з матеріалом?
🏠 Диференційоване домашнє завдання:
  • Базовий рівень (обов'язковий): опрацювати конспект і блок «У зошит».
  • Достатній рівень: скласти власну шпаргалку та пройти MiniCheck.
  • Високий / STEM: виконати симуляцію у лабораторії та скласти BossQuiz на 100 XP.
📊 Критерії формувального оцінювання:
1–6 б: Відтворює означення, виконує вправи за алгоритмом.
7–12 б: Самостійно розв'язує проблеми, аналізує моделі.
🎯

Твоя місія на цей урок

Натискай на цілі у міру їх опанування:

4 цілей
  • 1Зрозуміти фізичний механізм електролітичної дисоціації молекул на йони.
    Опанувати ➔
  • 2З’ясувати природу носіїв струму в електролітах: катіони й аніони.
    Опанувати ➔
  • 3Опанувати явище електролізу — хімічні реакції виділення речовини на електродах.
    Опанувати ➔
  • 4Засвоїти перший закон Фарадея для електролізу: m = k · q = k · I · t.
    Опанувати ➔
🎯 Гачок уроку • Вгадай

⚗️ Чому чиста дистильована вода не проводить струм, а ложка солі робить її провідником?

Молекули H₂O — нейтральні диполі. Але якщо додати дрібку солі NaCl, полярні молекули води розривають кристалічну ґратку солі на рухомі позитивні йони натрію та негативні йони хлору. Як саме цей процес породжує струм і який закон відкрив Майкл Фарадей?

1. Електролітична дисоціація та природа струму в рідинах

Чиста дистильована вода є майже ідеальним діелектриком (ізолятором). Проте розчини солей, кислот і лугів у воді чудово проводять електричний струм. Речовини, розчини або розплави яких проводять струм, називають електролітами.

У 1887 році шведський фізик і хімік Сванте Арреніус сформулював теорію електролітичної дисоціації. Молекули води є електричними диполями з кутом зв'язку 104,5°. При потраплянні кристала електроліту (наприклад, кухонної солі NaCl) у воду диполі води притягуються своїми негативними полюсами (киснем) до позитивних йонів Na^+, а позитивними полюсами (воднем) — до негативних йонів Cl^-. Завдяки високій діелектричній проникності води (ε = 81) сила кулонівського зв'язку в кристалі слабшає у 81 раз! Під дією теплового руху кристалічна ґратка розпадається на рухомі гідратовані йони:

NaCl ⟶ (H₂O) ⟶ Na⁺ + Cl⁻   |   CuSO₄ ⟶ Cu²⁺ + SO₄²⁻

Носіями електричного струму в електролітах є вільні позитивні йони (катіони) та негативні йони (аніони). На відміну від металів, де рухаються лише електрони, проходження струму крізь електроліти супроводжується переносом речовини!

💡🌡️ Чому гарячий розчин солі проводить струм краще, ніж холодний?

У металах при нагріванні опір зростає (R ↑). В електролітах — навпаки! При нагріванні зростає ступінь електролітичної дисоціації (з'являється більше вільних йонів), а в'язкість рідини зменшується, що полегшує рухливість йонів. Тому електричний опір електролітів при нагріванні спадає (температурний коефіцієнт опору електролітів від'ємний: α < 0).

2. Електроліз: окисно-відновні реакції на електродах

Коли в розчин електроліту опускають електроди й підключають джерело постійної напруги, у ванні виникає електричне поле:

Катод (підключений до «-»)

Негативний електрод. Притягує позитивні катіони (Cu²⁺, Ag^+, H^+). На катоді відбувається відновлення — йони приєднують електрони й осідають у вигляді чистого нейтрального металу або виділяються у вигляді газу:
Cu²⁺ + 2e⁻ ⟶ Cu⁰↓   (осідання чистої міді)
2H⁺ + 2e⁻ ⟶ H₂⁰↑   (виділення водню)

Анод (підключений до «+»)

Позитивний електрод. Притягує негативні аніони (Cl^-, SO_4²⁻, OH^-). На аноді відбувається окиснення — аніони віддають електрони в зовнішнє коло:
2Cl⁻ - 2e⁻ ⟶ Cl₂⁰↑   (виділення хлору)
4OH⁻ - 4e⁻ ⟶ 2H₂O + O₂⁰↑   (виділення кисню)

Процес виділення речовин на електродах або розчинення електродів під час проходження електричного струму крізь електроліт називають електролізом.

✓ Швидка перевірка (Mini-Check)

Які частинки є носіями електричного заряду в розчинах електролітів?

3. Перший і другий закони Фарадея для електролізу

У 1833–1834 роках видатний англійський фізик Майкл Фарадей відкрив кількісні закони електролізу:

Перший закон Фарадея для електролізу:

m = k · q = k · I · t

Маса m речовини, що виділилася на електроді, прямо пропорційна електричному заряду q, що пройшов крізь електроліт.

  • m — маса виділеної речовини (кг або мг);
  • I — сила струму (А), t — час протікання струму (с);
  • k — електрохімічний еквівалент речовини (кг/Кл або мг/Кл) — маса речовини, яка виділяється при проходженні заряду в 1 Кулон.
РечовинаВалентність zМолярна маса M (г/моль)Електрохімічний еквівалент k (мг/Кл)
Водень (H₂)11,00,0104
Кисень (O₂)216,00,0829
Алюміній (Al)327,00,093
Нікель (Ni)258,70,304
Мідь (Cu²⁺)263,50,329
Срібло (Ag)1107,91,118
Золото (Au³⁺)3197,00,681

Другий закон Фарадея (об'єднаний закон): Зв'язує електрохімічний еквівалент з хімічними константами: k = (1 / F) (M / z) ⟹ m = (1 / F) (M / z) I t де F = e · N_A ≈ 96 485 Кл/моль — стала Фарадея (заряд, необхідний для виділення одного моля одновалентної речовини), M — молярна маса, z — валентність йона.

4. Практикум: еталонне розв'язання задачі на закон Фарадея (Вправа 2.5)

Умова задачі: Скільки часу тривав процес електролізу розчину мідного купоросу CuSO_4, якщо при силі струму I = 2,5 А на катоді виділилося m = 36,9 г чистої міді? Електрохімічний еквівалент міді k = 0,329 мг/Кл = 0,329 · 10⁻⁶ кг/Кл.

1. Записуємо перший закон Фарадея:
m = k · I · t

2. Виражаємо час електролізу t:
t = (m / k · I)

3. Переводимо дані в одиниці СІ та обчислюємо:
m = 36,9 г = 36,9 · 10⁻³ кг
t = (36,9 · 10⁻³ кг) / (0,329 · 10⁻⁶ кг/Кл · 2,5 А) = (36,9 · 10⁻³) / (0,8225 · 10⁻⁶) ≈ 44 863 с.

4. Переводимо час у години та хвилини:
t = (44863 / 3600) ≈ 12,46 год = 12 год 28 хв.

Висновок: Для одержання майже 37 г міді при струмі 2,5 А ванна повинна безперервно працювати пів доби!

📌

Шпаргалка до § 2: Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів

Усе найважливіше для повторення перед уроком або самостійною роботою

🧪 Електроліти

Розчини й розплави солей, кислот, лугів. Носії: йони (+ і -).

⚡ Електроліз

Окисно-відновні хімічні реакції на електродах під дією електричного струму.

⚖️ Закон Фарадея

m = k · I · t (маса речовини прямо пропорційна силі струму й часу).

🎯 Еквівалент k

k = m / q (маса речовини, що виділяється зарядом в 1 Кулон).

🃏

Самоперевірка (картки знань)

Натискай для перевороту (або Пробіл / ◀ ▶ на клавіатурі)

0/4 вивчено
🗒️

У зошит (за підручником)

Вправи з підручника «Фізика 9 клас (Бар'яхтар, Довгий та ін., Ранок 2026)», § 2, с. 21. Виконуй у робочий зошит або за комп'ютером за вказівкою вчителя:

Домашка • 3 завд.
Вправа 2.1 (с. 25)

Аналіз демонстрації провідності розчину CuSO₄

💡 Підказка від нас: Катіони Cu²⁺ рухаються до катода й осідають у вигляді червонуватого нальоту міді. Аніони SO₄²⁻ рухаються до анода.

Вправа 2.3 (с. 25)

Розрахунок маси міді, що виділилася при електролізі

💡 Підказка від нас: Застосуй формулу m = k · I · t. Обов’язково переведи час із хвилин у секунди: t = t_хв · 60.

Вправа 2.5 (с. 26)

Визначення часу хромування деталі

💡 Підказка від нас: Вирази час t = m / (k · I) із закону Фарадея, де масу вирази через об’єм і густину шару металу: m = ρ · S · d.

👾

Бос-тест до § 2: Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів

Питання 1 з 3 • Завдай удару по босу теми

+120 XP Рахунок: 0/3
❤️ Здоров'я Боса (HP): 100% Питання 1/3

Чим відрізняється провідність електролітів від провідності металів?