SỰ CHUYỄN VẬN ĐIỆN TÍCH TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY pot

09:24
CHƯƠNG 13
SỰ CHUYỂN VẬN ĐIỆN TÍCH
TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY
I. Sự dẫn điện trong dung dòch điện ly
II. Số chuyển vận của ion
III. Các phương pháp đo độ dẫn điện và
ứng dụng
09:24
I. SỰ DẪN ĐIỆN TRONG DUNG DỊCH
ĐIỆN LY
1. Phân loại dây dẫn điện:
 Dây dẫn loại 1: dẫn điện tạo ra do sự chuyển
dời có hướng của các electron và lỗ trống.
Ví dụ: các kim loại, các chất bán dẫn
 Dây dẫn loại 2: dẫn điện tạo ra do sự chuyển
dời có hướng của các ion.
Ví dụ: các dd điện ly, các chất điện ly nóng chảy,
các chất điện ly rắn, các khí bò ion hóa
09:24
 Bề mặt điện cực là bề mặt phân chia pha, là
nơi tiếp xúc giữa dây dẫn loại 1 và loại 2.
Có phản ứng điện hóa xảy ra trên bề mặt điện
cực, thường là phản ứng trao đổi electron.
 Điện cực catod: bán phản ứng khử xảy ra.
Điện cực cho e cho ion hoặc chất nhận e.
 Điện cực anod: bán phản ứng oxi hóa xảy ra.
Điện cực nhận e từ ion hoặc chất trong dung
dòch.
09:24
 Cation: ion dương.

Chuyển tới catốt, tức cực âm. (dung dòch
catholite)
 Anion: ion âm.
Chuyển tới anốt, tức cực dương. (dung dòch
anolite)
09:24
2. Đònh luật Faraday về điện phân:
Đònh luật 1: Lượng chất bò tách ra hay bò hòa tan
khi điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng đi qua
dung dòch điện ly.
m = k
o
It = k
o
q
m: lượng chất chuyển hóa (g)
I: cường độ dòng (A)
t: thời gian điện phân (s)
q: điện lượng (C)
k
o
: đương lượng điện hóa (g/C), là lượng chất
bò chuyển hóa khi I = 1A, t = 1s (q = 1C).
09:24
Đònh luật 2:
Điện lượng cần thiết để chuyển hóa 1 đương
lượng gam một chất bất kỳ khi điện phân là 1
Faraday điện.
Ỵ q= 1 C ↔ m = k
o

(1 đương lượng điện hóa)
Ỵ q= 1 F ↔ m = M/n (1 đương lượng gam)
1 C (coulomb) = 1 A.s ; 1 F (Faraday) = 96500 C
1
.
M
mq
Fn
=
F
96500
C
M
mq
n
=
Số điện tử
09:24
1
11 1
12 1
21
.
11
(Siemen)
1
.
.
1000

=
N
l
R
S
S
S
Rl
l
cm S cm
RS
cm đlượng
C
Scm đlượng
ρ
ϖ
ρ
χ
ρ
χ
λ
−
−− −
−−
−
=Ω
== Ω=
== Ω =
=Ω
Độ dẫn điện

đương lượng
Độ dẫn riêng
Độ dẫn điện
Điện trở
ĐỘ DA
Ã
N ĐIỆN
09:24
3. Độ dẫn điện riêng:
là độ dẫn điện của 1cm
3
dd đặt giữa hai điện cực
phẳng song song có cùng diện tích, cách nhau 1cm.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ dẫn riêng:
()()
00
2
25
125 25
TC C
TT
χχ α β
⎡
⎤
=−−+−
⎣
⎦
α, β là các hệ số nhiệt độ của độ dẫn điện,
phu ïthuộc bản chất chất điện ly.
β = 0,0163(α – 0,0174)

acid mạnh: α = 0,0164
bazơ mạnh: α = 0,0190
muối: α = 0,0220
09:24
C
Ảnh hưởng của nồng độ chất điện ly:
Khi C tăng: χ↑rồi χ↓
 Chất điện ly mạnh:
χ thay đổi nhiều
 Chất điện ly yếu:
χ thay đổi ít
09:24
4. Độ dẫn điện đương lượng:
là độ dẫn điện của V cm
3
dd chứa 1 đương lượng
chất điện ly nằm giữa hai điện cực phẳng song
song nhau, cùng diện tích, cách nhau 1cm.
1000
N
C
χ
λ
=
V cm
3
1 cm
1 đương
lượng
λ

χ
=
.V
09:24
 Chất điện ly mạnh: λ ↓ chậm.
λ = f(C
1/2
) là đường thẳng.
 Chất điện ly yếu: λ ↓ nhanh.
λ = f(C
1/2
) là đường cong.
C ↑⇒ λ↓
C.A−λ=λ
∝
09:24
Đònh luật Kohlrausch 1:
C.A−λ=λ
∝
λ
∝
: độ dẫn điện đương lượng giới hạn
khi dung dòch vô cùng loãng, C → 0
.
A là đại lượng thực nghiệm.
Pt này dùng cho dung dòch chất điện ly mạnh.
09:24
Tốc độ chuyển động của ion và
độ dẫn điện
 Gọi v

+
, v_
_
là tốc độ chuyển vận của các ion(cm/s)
phụ thuộc bản chất các ion, cường độ điện trường
ngoài và nồng độ, nhiệt độ, độ nhớt, …
(cm/s)
với v
o+
, v
o-
(cm
2
/giây.vôn) là hệ số tỉ lệ,
là tốc độ tuyệt đối của các ion (linh độ ion) khi
E/l = 1vôn/cm.
vv.
o
E
l
++
=
vv.
o
E
l
−−
=
09:24

1000
α
+
vSC
Số đlượng cation trong 1cm
3
: C.α/1000 (đlg/cm
3
)
Số đương lượng cation chuyển qua tiết diện S
(cm
2
) trong 1s:
(
)
+
v+v .
.
1000
α
−
+−
=+=
SC
II I F
()
vv
.1000
oo
E

SC F
l
α
+−
+
=
Tổng điện lượng chuyển bởi ion 2 loại:
Điện lượng chuyển bởi cation và anion:
v .
.
1000
α
+
+
=
SC
IF
v. . .
.
1000
α
−
−
=
SC
I
F
(F)
09:24
(

)
α
=
0+ 0-
v+v
.1000
E
SC F
I
l
(
)
F.vv.
00 −+
+
α
=
λ
λ
χ
λ
ρ
== = = =
1

1000 .1000
E
SSSCESC
IE EE
Rlll l

09:24
Chất điện ly yếu:
Chất điện ly mạnh:
α = 1
λ
λλ
+
−
=
+
λ
λ
++
−−
=
=
0
0
.
.
là độ dẫn điện đương lượng của ion
Với v F
vF
(
)
λ
αλ λ
+
−
=+

,,
λ
λλ
+
−
∝∞∞
Với dung dòch vô cùng loãng
chất điện ly mạnh và yếu:
là độ dẫn điện đương lượng giới hạn
= λ của dd vô cùng loãng.
+ −
∞∞∞
λ = λ + λ
(
)
(
)
λ
ααλλ
+
−
==+
o+ o-
v+v F
09:24
Đònh luật Kohlrausch II về sự chuyển động
độc lập của các ion trong dung dòch.
Đối với dd vô cùng loãng, hiệu độ dẫn điện
đương lượng của hai muối có chung một ion là
đại lượng không đổi.

 Ví dụ :
Ỵ mỗi ion đóng góp một phần vào λ
∞
KCl NaCl KI NaI
∞∞ ∞∞
λ−λ = λ−λ
Chất điện ly yếu:
λ
α
λ
∞
=
Cách xác đònh λ
∝
của chất điện ly yếu:
Từ λ
∝
của chất điện ly mạnh có thể suy ra
λ
∝
của chất điện ly yếu
09:24
II. SỐ VẬN CHUYỂN (Số tải của ion)
i
i
i
q
t
q
=

∑
λ
λ
λ
+++
+
+− +− +−
===
+++
v
vv
q
t
qq
λ
λ
λ
−−−
−
+− +− +−
===
+++
v
vv
q
t
qq
là phần điện lượng mang bởi một ion qua
dung dòch điện ly.
Nếu dung dòch chỉ có hai loại ion:

1tt
+−
⇒+=
1
i
t⇒=
∑
09:24
Vì số tải phụ thuộc tốc độ chuyển động của tất
cả các ion có trong dung dòch nên:
số tải của một dạng ion sẽ khác nhau ở các chất
điện ly khác nhau.
0,1700,6700,6040,506
t
Cl-
HClLiClNaClKCl
Chất
điện ly
09:24
Phửụng phaựp Hittorf xaực ủũnh soỏ taỷi
NGAấN ANOD NGAấN CATODNGAấN GIệếA
09:24
Nguyên tắc của phương pháp:
Khi cho 1 điện lượng q đi qua dd, tại ngăn catod
và ngăn anod sẽ có sự biến thiên nồng độ
Δn
catod
, Δn
atod
phụ thuộc vào

- tốc độ các ion
- số vận tải của các ion
- phản ứng hóa học xảy ra trên các điện cực.
Tìm phương trình tính Δn
catod
, Δn
atod
theo q
⇒ tính được số tải
09:24
III. Phương pháp đo độ dẫn điện
 Sơ đồ cầu Weston
R
A
D
B
C
G
R
RR
3
2
1
09:24
Ứng dụng của pp đo độ dẫn điện
 Trong điện phân, xác đònh độ dẫn có ý nghóa
trong tiết kiệm điện năng.
 Xác đònh hàm lượng muối trong dung dòch
 Xác đònh bậc axit.
 Xác đònh độ hòa tan của các chất điện ly.

 Xác đònh độ hòa tan của các chất điện ly khó
tan.
 Đònh phân điện dẫn.
09:24
Đònh phân điện dẫn
Đường đònh phân điện dẫn
a) Chuẩn độ HCl bằng NaOH.
b) Chuẩn độ axit yếu bằng NaOH
09:24
Baøi taäp
1, 10, 11, 12, 13, 14, 15,16