- Với các dụng cụ thí nghiệm: B là bình thủy tinh; A, K là hai điện cực bằng kim loại (hoặc than chì); được nối với hai nguồn và một hiệu điện thế U.
+ Đầu tiên cho nước nguyên chất vào bình B và đóng khóa K. + Sau đó cho thêm một ít NaCl vào bình B và đóng khóa K.
Hình 3.1 Thí nghiệm dòng điện trong nước nguyên chất
- Kết quả thí nghiệm:
+ Thí nghiệm khi cho nước nguyên chất vào trong bình B và đóng khóa K thì không có hiện tượng gì xảy ra.
Kết luận: Nước nguyên chất không dẫn điện vì trong nước nguyên chất không có sẵn các hạt mang điện tích.
+ Thí nghiệm khi cho thêm một ít NaCl vào trong bình B.
Hình 3.2. Thí nghiệm dòng điện trong dung dịch NaCl
Kết luận: Dung dịch NaCl dẫn điện vì trong dung dịch NaCl có sẵn các hạt mang điện tích.
Do các ion dương và ion âm tồn tại sẵn trong các phần tử axit, bazơ, muối. Chúng liên kết với nhau bằng lực hút Cu-lông.
Hình 3.3 Ion dương và Ion âm trong dung dịch NaCl
Khi tan vào trong nước hoặc dung môi khác, liên kết giữa các ion trở nên lỏng lẽo. Một số phân tử do chuyển động nhiệt nên bị tách thành các ion tự do.
Khi chưa có điện trường các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn. NaCl -> Na+ + Cl-
Khi có điện trường các ion chuyển động có hướng
Hình 3.4 Sự dịch chuyển của các ion khi có điện trường
- Trong dung dịch các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion, ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt mang điện.
Axit phân ly thành ion âm ( gốc axit) – và ion dương H+ Bazơ phân ly thành ion âm (OH)- và ion dương (kim loại)+ Muối phân ly thành ion âm (gốc axit)- và ion dương (kim loại)+
Một số bazơ như nước amôniac (NH4)OH hoặc muối như phân đoạn amôni clorua (NH4)Cl không chứa ion kim loại. Trong dung dịch, cũng bị phân li thành các ion (OH)-, Cl- và (NH4)+. Các ion dương và âm vốn đã có sẵn trong các phân tử axít, bazơ và muối. Chúng liên kết chặt chẽ với nhau bằng lực hút Cu-lông. Khi tan vào nước hoặc một dung môi khác, lực hút Cu-lông yếu đi, liên kết trở lên lỏng lẻo. Một số phân tử chuyển động nhiệt tách thành các ion tự do. Quá trình này gọi là sự phân li. Trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn, một số ion dương có thể kết hợp lại với ion âm khi va chạm để trở thành phân tử trung hòa. Quá trình này gọi là sự tái hợp.
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. Ion dương chuyển động cùng chiều điện trường, còn ion âm chuyển động ngược chiều điện trường.
Ion dương chạy về phía Catôt (điện cực đấu với cực âm của nguồn điện) nên gọi là Cation.
Ion âm chạy về phía Anôt (điện cực đấu với cực dương của nguồn điện) nên gọi là Anion
Mật độ các ion trong chất điện phân thường nhỏ hơn mật độ electron tự do trong kim loại. Khối lượng và kích thước của ion lớn hơn khối lượng và kích thước của electron nên tốc độ chuyển dời có hướng của chúng nhỏ hơn. Môi trường dung dịch lại rất mất trật tự nên cản trở mạnh chuyển động của các ion. Vì thế, chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại