Bài 14 Dòng điện trong chất điện phân I Thuyết điện li Trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích đi[.]
Bài 14 Dòng điện chất điện phân I Thuyết điện li Trong dung dịch, hợp chất hóa học axit, bazơ muối bị phân li (một phần tồn bộ) thành ngun tử (hoặc nhóm ngun tử) tích điện gọi ion; ion chuyển động tự dung dịch trở thành hạt tải điện Các ion dương âm vốn tồn sẵn phân tử axit, bazo muối Chúng liên kết với lực Culong Khi tan vào dung mơi khác lực Culong yếu số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành ion tự Như vậy: dung dịch chất nóng chảy gọi chất điện phân II Bản chất dòng điện chất điện phân - Dòng điện lòng chất điện phân dòng ion dương ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược + Ion dương chạy phía catot nên gọi cation + Ion âm chạy phía anot nên gọi anion Chiều hạt tải điện chất điện phân - Chất điện phân không dẫn điện tốt kim loại Do mật độ ion chất điện phân thường nhỏ mật độ electron tự kim loại, đồng thời khối lượng kích thước ion lớn electron tự nên tốc độ chuyển động có hướng chúng nhỏ hơn, môi trường dung dịch trật tự nên cản trở chuyển động mạnh - Dòng điện chất điện phân khơng tải điện lượng mà cịn tải vật chất theo Tới điện cực có electron tiếp, cịn lượng vật chất đọng lại điện cực, gây tượng điện phân III Các tượng diễn điện cực Hiện tượng dương cực tan Ta xét bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện cực đồng - Khi dịng điện chạy qua, cation Cu2+ chạy catôt, nhận electron từ nguồn điện tới Ta có điện cực: + Ở catôt: Cu2+ + 2e- → Cu + Ở anôt: Cu → Cu2+ + 2e- Khi anion (SO4)2- chạy anơt, kéo ion Cu2+ vào dung dịch Như vậy, đồng anôt tan dần vào dung dịch Kết luận: Hiện tượng dương cực tan xảy anion tới anot kéo ion kim loại điện cực vào dung dịch IV Các định luật Fa-ra-đây Định luật Fa-ra-đây thứ Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện trường chạy qua bình đó: m = k.q Trong k gọi đương lượng điện hóa chất giải phóng điện cực Định luật Fa-ra-đây thứ hai Đương lượng điện hóa k nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam nguyên tố Hệ số tỉ lệ A n , F gọi số Fa-ra-đây F A k F n Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta công thức Fa-ra-đây: A m It F n Trong đó: + F = 96500 C/mol + A khối lượng mol (g/mol) + n hóa trị + m khối lượng chất giải phóng điện cực (g) + I cường độ dòng điện (A) + t thời gian dòng điện chạy qua (s) V Ứng dụng tượng điện phân Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng thực tế sản xuất đời sống luyện nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện… Luyện nhôm Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào tượng điện phân quặng nhơm nóng chảy + Quặng nhôm phổ biến bôxit giàu nhôm ôxit Al2O3 Nhiệt độ nóng chảy Al2O3 cao nên người ta pha thêm vào quặng Na3AlF6 để hạ nhiệt nóng chảy xuống cịn 950oC Bể điện phân có cực dương quặng nhơm nóng chảy, cực âm than, chất điện phân muối nhơm nóng chảy, dịng điện chạy qua khoảng 104A Công nghiệp luyện nhôm Mạ điện Bể điện phân lúc gọi bể mạ có anot kim loại để mạ, catot vật cần mạ Chất điện phân thường dung dịch muối kim loại để mạ (nếu mạ niken ta dùng NiSO4 tan nước,…) thêm số chất phụ gia để lớp mạ bám chắc, bền đẹp Dòng điện qua bể mạ chọn cách thích hợp để đảm bảo chất lượng lớp mạ Mạ điện ... chuyển động mạnh - Dịng điện chất điện phân khơng tải điện lượng mà tải vật chất theo Tới điện cực có electron tiếp, lượng vật chất đọng lại điện cực, gây tượng điện phân III Các tượng diễn điện... ion kim loại điện cực vào dung dịch IV Các định luật Fa-ra-đây Định luật Fa-ra-đây thứ Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện trường chạy qua bình đó: m = k.q... khoảng 104A Cơng nghiệp luyện nhôm Mạ điện Bể điện phân lúc gọi bể mạ có anot kim loại để mạ, catot vật cần mạ Chất điện phân thường dung dịch muối kim loại để mạ (nếu mạ niken ta dùng NiSO4 tan nước,…)