Dòng điện trong chất điện phân vật lý 11

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Hạt tải điện: Là các ion dương và ion âm bị phân li từ phân tử chất điện phân.
Bản chất: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion
dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
So sánh tính dẫn điện của chất điện phân và kim loại
Mật độ các ion trong chất điện phân thường nhỏ hơn mật độ êlectron tự do trong kim loại.
Khối lượng và kích thước của ion lớn hơn khối lượng và kích thước của các êlectron nên
tốc độ chuyển động có hướng của chúng nhỏ hơn.
Môi trường dung dịch rất mất trật tự nên cản trở mạnh chuyển động của các ion.

II. HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN
Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi:
Điện phân một dung dịch muối kim loại.
Anôt làm bằng chính kim loại này (hoặc là một kim loại khác có thể tác dụng được
với gốc axit).
Kết quả của điện phân: catôt có kim loại bám vào, anôt mòn dần.
Dòng điện trong chất điện phân có hiện tượng dương cực tan tuân theo định luật Ohm
tương tự đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
Ví dụ 1
Trường hợp nào sau đây xảy ra hiện tượng dương cực tan?
a. Anôt bằng Ag – dung dịch điện phân là CuSO4.
b. Anôt bằng Pt – dung dịch điện phân là AgNO3.
c. Anôt bằng Cu – dung dịch điện phân là AgNO3.
d. Anôt bằng Ag – dung dịch điện phân là AgNO3.


III. ĐỊNH LUẬT FARADAY
Định luật I
Khối lượng m của chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng
q truyền qua: m = kq

Định luật II
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
công thức: k 

của nguyên tố đó

1A
Fn

Công thức Faraday: m 

1A
1A
q
It
Fn
Fn

F : số Fa-ra-đây (96500 C/mol).
Trong đó:

A : khối lượng mol nguyên tử.
n : hóa trị (thực chất n chính là số êlectron trao đổi với điện cực).

ví dụ 2
Một vật kim loại mang đi mạ kền có diện tích S = 150 cm2. Hãy xác định bề dày h của
lớp kền mạ trên vật. Biết dòng điện qua bình điện phân có cường độ I = 2 A, thời gian
mạ kền là 30 phút. Cho nguyên tử lượng A = 59, hoá trị n = 2, khối lượng riêng D =
8,8.103 kg/m3.

ví dụ 3
Điện phân dung dịch H2SO4 với các điện cực của bình bằng Pt ta thu được các khí
hyđrô và oxy ở các điện cực. Tính thể tích khí hyđrô thu được ở bình điện phân (đktc)
biết I = 5 A, và thời gian điện phân là t = 32 phút 10 giây.