Bài 14-Dong dien trong chat dien phan dinh luat Faraday

Bài thuyết trình về:
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
ĐỊNH LUẬT FARADAY.
S i n phaõn nhoõm
S i n phaõn nhoõm
Nhaứ maựy tinh cheỏ nhoõm
Nhaứ maựy tinh cheỏ nhoõm
•
Theo tài liệu nghiên cứu cho thấy Al xuất hiện
Theo tài liệu nghiên cứu cho thấy Al xuất hiện
nhiều trong tự nhiên với hỗn hợp cơ bản là
nhiều trong tự nhiên với hỗn hợp cơ bản là
Al
Al
2
2
O
O
3
3
.3H
.3H
2
2
O, Fe
O, Fe
2
2
O
O

3
3
và SiO
và SiO
2
2
, nhôm được tinh
, nhôm được tinh
luyện theo nhiều quá trình, trong đó có điện
luyện theo nhiều quá trình, trong đó có điện
phân.
phân.
•


Nhôm cũng như rất nhiều kim loại khác
Nhôm cũng như rất nhiều kim loại khác
được điều chế từ phương pháp điện phân,
được điều chế từ phương pháp điện phân,
hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu hiện tượng
hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu hiện tượng
điện phân và ứng dụng của nó.
điện phân và ứng dụng của nó.
+
DD NaCl
Nöôùc c tấ
+
NaCl
-
-

K
A
THÍ NGHIỆM VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG
CHẤT ĐIỆN PHÂN
•
Để quan sát hiện tượng điện
Để quan sát hiện tượng điện
phân, ta bố trí thí nghiệm
phân, ta bố trí thí nghiệm
như hình. Lấy một bình điện
như hình. Lấy một bình điện
phân với hai điện cực. Đổ
phân với hai điện cực. Đổ
nước cất vào trong đó và nối
nước cất vào trong đó và nối
hai điện cực vào mạch điện
hai điện cực vào mạch điện
như hình vẽ. Ta thấy hầu như
như hình vẽ. Ta thấy hầu như
bóng đèn không sáng,
bóng đèn không sáng,
chứng tỏ không có dòng
chứng tỏ không có dòng
điện chạy qua, chứng tỏ
điện chạy qua, chứng tỏ
nước cất chỉ có rất ít hạt tải
nước cất chỉ có rất ít hạt tải
điện.
điện.
•

Cho thêm vào trong nước
Cho thêm vào trong nước
một lượng nhỏ muối ăn, ta
một lượng nhỏ muối ăn, ta
thấy bóng đèn sáng lên,
thấy bóng đèn sáng lên,
nghĩa là có dòng điện chạy
nghĩa là có dòng điện chạy
qua hay trong dung dịch có
qua hay trong dung dịch có
nhiều hạt tải điện.
nhiều hạt tải điện.
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
•
Nước cất là điện môi
Nước cất là điện môi
•
Dung dịch NaCl
Dung dịch NaCl


là chất dẫn điện
là chất dẫn điện
KẾT LUẬN
•
Các dung dịch muối, axit,
Các dung dịch muối, axit,
bazơ được gọi là các chất
bazơ được gọi là các chất
điện phân. Các muối nóng

điện phân. Các muối nóng
chảy cũng là chất điện phân
chảy cũng là chất điện phân
.
.
Sự phân li : khi các muối, axít , bazơ, hòa
tan vào nước chúng dễ dàng tách ra thành
các Ion trái dấu
NaCl → Na
+
+ Cl
-

Sự tái hợp : trong quá trình chuyển động
nhiệt hỗn loạn một số Ion dương và ion
âm có thể kết hợp với nhau để trở thành
nguyên tử trung hòa
Kết quả hai quá trình trên số lượng phân
tử bị phân li có giá trị xác định phụ thuộc
vào nhiệt độ và nồng độ của dung dịch
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
+
DD NaCl
Cl
Na
+
+
Na
+

Cl
-
Na
+
Cl
-
Na
+
Cl
-
Cl
-
Na
+
Khi không có
điện trường ngoài
các
ion
ion chuyển
động như thế nào ?
E
BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BẢN CHẤT DỊNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Chuyển động
hổn độn
K
A
+
DD NaCl
+

Na
+
Na
+
Cl
-
Na
+
Cl
-
Cl
-
+
Cl
-
Cl
-
Cl Cl
+
+
Dòng điện trong chất điện
phân là dòng chuyển dời
có . . . . . . . của các . . . . . . . .
. . cùng chiều điện
trường và các . . . . . . . đi
ngược chiều điện trường.
E
Bản chất dòng điện trong
chất điện phân là gì ?
Khi có điện

trường ngoài các
ion dương và ion
âm chuyển động
như thế nào ?
E
+
-
ion dương
ion âm
hướng
K
A
Các ion âm dòch chuyển đến
anốt nhường êlectron cho anốt
còn các ion dương đến catốt
nhận êlectron từ catốt. Các ion
đó trở thành nguyên tử trung
hoà có thể bám ở điện cực hoặc
bay lên dưới dạng khí. Chúng
có thể tác dụng với điện cực và
dung môi gây ra các phản ứng
hoá học gọi là phản ứng phụ
hay phản ứng thứ cấp.
+
DD NaCl
+
Na
+
Na
+

Cl
-
Na
+
Cl
-
Cl
-
+
Cl
-
Cl
-
Cl Cl
+
+
E
PHẢN ỨNG PHỤ TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
PHẢN ỨNG PHỤ TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
+
+
Cu2
+
Cu2
+
SO
4
2-
Cu2
+

SO
4
2
SO
4
2-
+
+
-
HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN
HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN
Quan sát 2 điện cực
Hiện tượng:
+ Anôt Cu tan dần
+ Catôt có lớp Cu bám vào.
Dung dòch là muối
Dương cực là
Cu
Cu
- Khi nào hiện tượng
này xảy ra?
K
A
K t lu nế ậ
K t lu nế ậ :
Khi điện phân dung dòch muối kim loại mà anốt
Khi điện phân dung dòch muối kim loại mà anốt
A (cực dương) làm bằng chính kim loại đó thì có hiện tượng
A (cực dương) làm bằng chính kim loại đó thì có hiện tượng
dương cực tan.

dương cực tan.
Cu2+
DD CuSO
4

SO
4
2
Cu
(A)
Than
chì
(K)
Gi i thíchả
Cu
2+
→ K
Cu
2+
+ 2e → Cu bám vào
cực âm
SO
4
2-
→ A kéo ion Cu
2+
vào
dung dịch
:
U(V) 0 0,5 1 1,5 2

I(A) 0 0,03 0,06 0,1 0,13
U(V)
I(A)
0
0,03

1,5
1
0,5
Khi có hiện tượng cực dương tan thì dòng điện
tuân theo đònh luật Ôm giống như đối với đoạn
mạch chỉ có điện trở thuần.

Cường độ I
Cường độ I
qua bình điện
qua bình điện
phân biến đổi
phân biến đổi
thế nào khi có
thế nào khi có
hi n t ng ệ ượ
hi n t ng ệ ượ
dương cực tan?
dương cực tan?
0,06
0,1
Kết quả thực nghiệm
VÀI NÉT VỀ FARADAY
•

Sinh ngày 22/09/1791 ở làng
Sinh ngày 22/09/1791 ở làng
Newington, Surrey nay
Newington, Surrey nay
thuộc thành phố London.
thuộc thành phố London.
•
Mất ngày 25/08/1867
Mất ngày 25/08/1867
•
Michael Faraday là nhà bác
Michael Faraday là nhà bác
học đã để lại nhiều công
học đã để lại nhiều công
trình khám phá, các phương
trình khám phá, các phương
pháp thực nghiệm hữu ích
pháp thực nghiệm hữu ích
và các lý thuyết tân tiến về
và các lý thuyết tân tiến về
hóa học và điện học.
hóa học và điện học.
Đònh luật Fa – Ra – Đây thứ nhất
m = kq
k =
1
A
F
n
.

m =
1
A
F
n
. .
It
k : đương lượng điện hóa
Kg/C
A
n
: đương lượng gam
Đònh luật Fa – Ra – Đây thứ hai
Đònh luật Fa – Ra – Đây thứ hai
Khối lượng m của chất được giải
phóng ra ở điện cực của bình
điện phân tỉ lệ với điện lượng q
chạy qua bình điện phân đó.
Đương lượng điện hóa K của
một ngun tố tỉ lệ với đương
lượng gam A/n của ngun tố đó

ĐỊNH LUẬT FARAĐÂY
ĐỊNH LUẬT FARAĐÂY
m =
1
A
F
n
. .

It
Khối lượng chất giải phóng ở điện cực (g)
Khối lượng mol chất giải phóng (g/mol)
Cường độ dòng điện qua bình điện phân (A)
Thời gian điện phân (s)
Hóa trò của chất được giải phóng
Hằng số Fa – ra – đây, F = 96500 (C/mol)
Cơng thức Farađây về điện phân
Ứng dụng của hiện
Ứng dụng của hiện
tượng điện phân
tượng điện phân
•
Mạ điện : ứng dụng hiện
tượng điện phân để phủ một
lớp kim loại lên đồ vật.
Điều chế hoá chất
•
Luyện kim : ứng dụng
hiện tượng dương cực
tan trong luyện kim để
tinh chế kim loại
•
Đúc điện : ứng dụng
hiện tượng điện phân để
tạo ra các đồ vật bằng
kim loại theo khuôn
mẫu.
•

Trong tương lai không xa, trái đất sẽ trở
Trong tương lai không xa, trái đất sẽ trở
nên khan hiếm nhiên liệu, và việc tìm kiếm
nên khan hiếm nhiên liệu, và việc tìm kiếm
một loại nhiên liệu thay thế đã và đang trở
một loại nhiên liệu thay thế đã và đang trở
thành nhu cầu cấp thiết của nhân loại.
thành nhu cầu cấp thiết của nhân loại.
•
Gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra một
Gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra một
giải pháp, tuy vẫn còn nhiều hạn chế
giải pháp, tuy vẫn còn nhiều hạn chế
nhưng hứa hẹn sẽ mang đến lời giải cho
nhưng hứa hẹn sẽ mang đến lời giải cho
bài toán nhiên liệu phức tạp.
bài toán nhiên liệu phức tạp.
•
Vậy thành tựu đó là gì?
Vậy thành tựu đó là gì?
Pin nhiên liệu-năng lượng cho tương lai.
•
Pin nhiên liệu là một loại pin không dùng điện
Pin nhiên liệu là một loại pin không dùng điện
để sạc mà dùng nhiên liệu để tạo ra phản ứng
để sạc mà dùng nhiên liệu để tạo ra phản ứng
hóa học sinh ra dòng điện.
hóa học sinh ra dòng điện.
•
Nguyên liệu chính cần cho pin nhiên liệu là

Nguyên liệu chính cần cho pin nhiên liệu là
hydro.
hydro.
•
Để điều chế hydro trong thí nghiệm, một
Để điều chế hydro trong thí nghiệm, một
phương pháp rất được ưa chuộng là
phương pháp rất được ưa chuộng là
điện
điện
phân
phân
. Do đó có thể xem hiện tượng điện phân
. Do đó có thể xem hiện tượng điện phân
đã góp một vai trò quan trọng trong việc tạo
đã góp một vai trò quan trọng trong việc tạo
ra nhiên liệu thay thế mới.
ra nhiên liệu thay thế mới.
Vài nét về nguyên lý hoạt động của
pin nhiên liệu trong mô hình phòng
thí nghiệm.