dòng điện trong chất điện phân

TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG

Chương III:
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Bài 14:

Dòng điện trong chất điện phân


I. Thuyết điện ly:
1.Phát biểu:
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 một nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion ; ion có
thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành chất tải
điện.
+ Axit phân li thành ion âm (gốc axit) - và ion dương H+
+ Bazơ phân li thành ion âm (OH) -và ion dương (kim loại)+
+ Muối phân li thành ion âm (gốc axit) -và ion dương (kim loại) +
Một số bazơ và muối không có chứa ion kim loại : (NH4)OH,
(NH4)Cl… cũng phân li thành ion âm và dương


Sự thay đổi của dòng điện khi cho
axit vào


Mô hình dung dịch điện phân

III. Bản chất của dòng điện trong chất điện phân:
1. Đònh nghóa:
Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng
ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai
chiều ngược nhau.
* Lưu ý:
+ Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại
+ Những vật chất đi theo dòng điện bò đóng ở điện cực
gây hiện tượng điện phân


III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện
tượng cực dương tan.
Hiện tượng cực dương tan:
- Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các
ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.
- Các hiện tượng diễn ra ở canôt và anôt trong bình điện phân là
cùng một phản ứng cân bằng nhưng xảy ra theo hai chiều ngược nhau.
Cu 2+ + 2e- → Cu
Cu → Cu 2+ + 2e- Nếu phản ứng diễn ra theo chiều này là thu năng lượng thì phản
ứng diễn ra theo chiều ngược lại tỏa năng lượng → tổng cộng lại điện
năng không bị tiêu hao troong quá trình phân tích các chất mà chỉ bị tiêu
hao vì tỏa nhiệt → bình điện phân không khác gì một điện trở.


Hình ảnh minh họa cho hiện tượng


Bình điện phân có điện cực làm bằng graphit
Graphit dẫn điện nhưng

không tạo thành ion có thể tan
vào dung dịch điện phân → các
phản ứng diễn ra ở điện cực
phức tạp hơn.
Kết quả chỉ có nước bị
phân tách ra: hidrô bay ra ở
catôt và oxi bay ra ở anôt.
Năng lượng của dòng điện
thực hiện việc phân tách tỉ lệ
với điện lượng chạy qua bình
điện phân:

W = Ep.I.t
trong đó: Epđược gọi là

suất phản điện của bình điện
phân


IV. Các định luật Faraday
Vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vật
chất nên khối lượng chất đi đến điện cực:
- tỷ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân.
- tỷ lệ thuận với khối lượng của ion
- tỷ lệ nghịch với điện tích của ion.
→ Hình thành nên các định luật Faraday


* Định luật Faraday thứ nhất:
1. Phát biểu:

Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực bình điện phân tỷ
lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
2. Công thức:

m = k.q

(1)

trong đó:
k: đương lượng điện hóa
m : khối lượng chất giải phóng ra ở điện cực (g)
q: điện lượng chạy qua bình (C)


* Định luật Faraday thứ hai
1. Phát biểu:
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng
gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F, trong đó F gọi là số
Faraday.
2. Công thức:
k = 1/F.A/n

(2 )

Trong đó:
n: hóa trị nguyên tố tạo ra ion
A: khối lượng mol
* Nếu I tính bằng Ampe (A), t tính bằng giây (s) thì:
F = 96 494 C/ mol
Từ (1) và (2) → công thức Faraday: m = 1/F.A/n.It

Ứng dụng của hiện tượng điện phân:
1. Luyện nhôm:
- Điện phân quặng nhôm (Al2O3)
- Bể điện phân có điện cực bằng than.
2. Mạ điện:
- Bể mạ có anôt là một tấm kim loại để mạ, catôt là vật để mạ.
- Chất điện phân là dung dịch muối kim loại (NiSO4, AgNO3) và
một số chất phụ gia để lớp mạ bám chặt vào vật.


Chúc các em học tốt