3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.2. Thí nghiệm các hiện tượng diễn ra ở điện cực Hiện tượng dương cực
cực tan.
Mục đích thí nghiệm
- Nghiên cứu một cách khái quát quá trình, sự thay đổi về khối lượng giữa hai bản cực đồng anốt và catot. Từ đó xác định đặc điểm của hiện tượng dương cực tan trong thí nghiệm điện phân
- Kiểm nghiệm lại giả thuyết dòng điện trong chất điện phân không chỉ
tải điện lượng mà còn tải cả vật chất (theo nghĩa hẹp) đi theo.(Mục III
bài 14 SGK vật lí 11 cơ bản).
Bố trí thí nghiệm
- Chuẩn bị các dụng cụ thí nghiệm cần thiết, bố trí thí nghiệm theo sơ đồ hình (Hình 14.3 SGK vật lí 11 cơ bản). Chú ý đặt hai cực của bình điện phân vào rãnh song song với nhau.
- Xoay núm biến trở trên bộ nguồn về vị trí tận cùng bên trái (xoay ngược chiều kim đồng hồ)
- Chất tan là muối của kim loại dùng làm điện cực (trường hợp này là CuS )
- Nối điện từ máy biến thế vào hai điện cực (ampe kế mắc nối tiếp) và từ nguồn vào hộp biến thế.
Tiến hành thí nghiệm
- Mời giáo viên hoặc cán bộ hướng dẫn kiểm tra mạch chính xác mới được cắm phích lấy điện vào nguồn ~ 220V
- Chỉnh biến trở R để dòng điện chạy qua bình điện phân từ 1,5 ÷ 2 (A) thì ngắt nguồn
- Chú ý trong quá trình điện phân, điều chỉnh biến trở R để cho dòng điện chạy qua dung dịch điện phân không thay đổi so với giá trị lúc đầu đã đặt.
- Đối với catot hoặc anốt rửa sạch, dùng giấy ráp đánh sạch và sấy khô rồi dùng cân phân tích xác định khối lượng ban đầu.
- Lắp bản cực vào bình điện phân, kiểm tra hoạt động của đồng hồ bấm giây.
- Đóng khóa K đồng thời bấm nút đồng hồ thời gian
- Sau 25÷30 phút ngắt điện và đồng hồ bấm giây, kết thúc quá trình điện phân
- Tháo catot ra khỏi bình điện phân, rửa sạch và sấy khô sau đó cân lại khối lượng bằng cân chính xác với cấp chính xác như đã nói ở trên. Từ đó tính được lượng đồng đã giải phóng ở điện cực.
- Chú ý vì catot là đồng có độ tinh khiết 98% nên sau khi tính hiệu khối lượng catot trước và sau khi điện phân phải nhân với 98% để tìm khối lượng đồng nguyên chất được giải phóng
Kết quả thí nghiệm
- Đối với điện cực âm catot sự thay đổi khối lượng.
Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm khảo sát hiện tượng dương cực tan.
Lần cân M = − 1 88,44 g 89,86 g 1,42g 2 88,38 g 89,74 g 1,36g 3 88,40 g 89,8 g 1,40g 4 88,43 g 89,82 g 1,39g 5 88,44 g 89,77 g 1,33g Giá trị trung bình và sai số: M = 1,380g ± 0,028 g Khối lượng đồng nguyên chất được giải phóng ở anot: M = 1,38 x 98% suy ra M = 1,350 g ± 0,023 g
Nhận xét
- Khi có dòng điện chạy qua, cation chạy về catot, và nhận êlectron từ nguồn điện đi tới.
+ 2 Cu
- Đồng thời các anion S sẽ dịch chuyển về phía anot và tác dụng với nước xảy ra phản ứng oxi hóa theo phương trình phản ứng:
2S + 2 2 S +
Tổng hợp lại ta có phương trình phản ứng hóa học xảy ra: Cu + điện phân dung dịch + + Cu Sau đó: Cu + Cu +
- Như vậy dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà
còn tải cả vật chất (theo nghĩa hẹp) đi theo.