Dòng điện trong chất điện phân

Định luật Fa-ra-day.. Câu:1 Khi điện phân dung dịch AgNO3 với dương cực là Ag, biết khối lượng mol của Ag là 108. Để trong 1h có 27g Ag bám vào cực âm thì cường độ dòng điện chạy qua[r]

Vật lý 11

Vật lý 11

I THUYẾT ĐIỆN LI

II BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

III CÁC HIỆN TƯỢNG DIỄN RA Ở ĐIỆN CỰC, HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN

IV CÁC ĐỊNH LUẬT FA-RA-DAY

V ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN Vật lý 11

Trong dung dịch, hợp chất hoá học Axit, Bazơ và Muối bị phân li (một phần tồn bộ) thành điện tích gọi ion Các ion chuyển động tự trong dung dịch trở thành hạt tải điện.

VÝ d ụ  NaCl Na+ + Cl- NaOH Na+ + OH-

HCl H+ + Cl-

(Muèi)

(Baz¬)

(Axit)

( KL )+ ( gèc Axit )

( KL )+ (OH )

( gèc Axit ) ( H )+

Nội dung:

+

DD CuSO4

NƯỚC TINH KHIẾT

CuSO4

1, Quan sát thí nghiệm: Thí nghiệm 1: nước tinh khiết

Nư íc tinh khiết (nc ct) chứa rất hạt tải điện, không dẫn điện

Thí nghiệm 2: dung dịch CuSO4

Mật độ hạt tải điện dung dịch CuSO4 tăng lên, dẫn đ ược điện.

+

II Bản chất dòng điện chất điện ph©n

Vật lý 11

Na+ Cl -NaCl Cl -Na+ Na+ Cl -Na+ Na+ Cl -Cl -Na+ Cl -H+ Cl -HCl Cl -H+ Cl -H+ H+ Cl

Các ion dương âm tồn sẵn phân tử axit, bazơ, muối

Chúng liên kết với bằng lực hút Cu-lông Khi tan vào nước

hoặc dung môi khác, liên kết ion trở

nên lỏng lỴo Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành ion

tự do.

Kết luận: Những chất bị điện li dung dch nh Axớt, mui, baz chất nóng chảy gọi chất điện phân. O H H H O H H H O H H H O H H H O H H H O H

H H O

H H H O H H H O H H H O H H H H+ Cl -H+ Cl -H+ Cl -Na+ Cl -Na+ Cl -Na+ Cl -Na+ Cl

-Vật lý 11

Ngn

§iƯn §Ìn

K

Cu2+ SO4

2-Cu2+

Cu2+ Cu2+

SO4

2-SO4 2-SO4 2-SO4

2-Nguån §iƯn §Ìn K + -Anèt Catèt E

Cu2+ F®

SO4

2-F®

Cu2+ F® Cu2+ F®

SO4

2-F®

SO4

2-F®

Cu2+ F®

Cu2+ F® Cu2+F®

SO4

2-F®

SO4

2-F®

SO4

2-F®

Cu2+ F® SO4

2-F®

dd CuSO4

K

2, Bản chất dòng điện chất điện phân:

- Dòng điện chất

điện phân dòng ion dương ion âm

chuyển động có hướng và theo hai chiều ngược nhau.

II BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN

III Các tượng diễn điện cực Hiện tượng dương cực tan :

III Các tượng diễn điện cực Hiện tượng dương cực tan :

E

dd muoái CuSO4 Cu

Hiện tượng này, c c dự ương b ị mịn d n gọi ầ tượng dương cực tan

Cu2++2e-

Cu: bám vào K

A K

Cu Cu2++2e

-Cu2+ bị SO

42- kéo

Kết luận 1:

Hiện tượng dương cực tan tượng cực dương bị mòn dần khi có dịng điện chạy qua chất điện phân Hiện tượng dương cực tan xảy anion tới anôt kéo ion kim loại điện cực vào dung dịch.

Kết Luận 2:

E

Cu

Dd AgNO3 Cực A

không tan Ag bám vào K

A K

+

DD H2SO4

+

H+

H+ SO

4

2-H+

SO4

SO42

-4H+ +4e- 2H 2

E

4(OH)- 2H

2O + O2 + 4e

-A K

Xét bình điện phân ch a dung dịch Hứ 2SO4

- Kết có nước bị phân tách thành hiđro oxi Hiđro bay catơt, cịn oxi bay anơt

- TRƯỜNG HỢP NÀY bình điện phân đóng vai trị

nguồn tiêu thụ điện, Điện bình tiêu thụ: W= Ɛp.I.t

Ɛp (V) suất phản điện bình điện phân, giá trị

IV Định luật Fa - – điện phân

1791-1867

Michael Faraday,

(sinh ngày 22 tháng năm 1791 – Mất ngày 25 tháng năm 1867) nhà Hóa học Vật lý học người Anh

Michael Faraday,

(sinh ngày 22 tháng năm

1791 – Mất ngày 25 tháng

năm 1867) nhà Hóa học

Khối lượng chất đến cực tỉ lệ thuận với điện lượng chạy

qua bình điện phân

Khối lượng chất đến cực tỉ lệ nghịch với điện tích ion

Khối lượng chất đến cực tỉ lệ thuận với khối lượng

ion

a) Định luật I Fa-ra-day

- Khối lượng m của chất được giải phóng ở

điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó.

m = kq

k : đương lượng điện hoá Phụ thuộc vào chất chất phóng điện cực, đơn vị : kg / C

Ví dụ: Đối với bạc, k = 1,118.10-6 kg / C

b) Định luật II Fa – –

- Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó

A n

k = c A

n

c : hệ số tỉ lệ

A : khối lượng mol nguyên tố n : hoá trị nguyên tố

1

c

* Người ta thường kí hiệu = F

Với F = 96464 C/mol, gọi hệ số Fa – –

c) Công thức Fa - – về điện phân

Kết hợp định luật Fa - – đây, ta có: hay

m = A

n q

F

1

F

m = A

n It

I: cường độ dịng điện qua bình điện phân ( A ) t: thời gian dịng chạy qua bình điện phân ( s )

m: khối lượng chất giải phóng điện cực (g)

Câu:1 Khi điện phân dung dịch AgNO3 với dương cực Ag, biết khối lượng mol Ag 108 Để trong 1h có 27g Ag bám vào cực âm cường độ dịng điện chạy qua bình điện phân là?

A. 6,7 A B. 3,35 A C. 24124 A D. 108 A

HƯỚNG DẪN: A At mFn I It n A F

m 6,7

Vận dụng

Câu 2: Một bình điện phân dung dịch AgNO3 có điện trở 2,5 , anot làm Ag Hiệu điện đặt vào cực bình 10V, sau 16 phút giây khối

lượng Ag bám vào catot bao nhiêu?(biết A = 108, n=1)  HƯỚNG DẪN g n R F t U A n F t I A

m 4,32

V Ứng dụng của tượng điện phân

a) Điều chế hoá chất

V Ứng dụng của tượng điện phân b) Luyện kim

Người ta dựa vào tượng dương cực tan để tinh chế kim loại

Cơng nghiệp luyện kim ở Việt Nam

Lị luyện Nơi Năng suất Đồng Đà Nẵng 65.000

tấn/năm Thép Thái Nguyên

550.000 tấn/năm Gang Thái Nguyên 150.000 tấn/năm Sắt Bình Định 400.000 tấn/năm Kẽm, chì Bắc Kạn

20.000 chì/năm

10.000 kẽm/năm

Mangan Cao Bằng 56 tấn/ngày Thép Bình Dương 4.000 tấn/năm Titan Thái Nguyên 20.000 xỉ titan/năm

V Ứng dụng của tượng điện phân c) Mạ điện

Mạ điện dùng phương pháp để phủ lớp

1791 1867 ọc người Anh.