Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ
VÀ CÁC BẠN!
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
I. THUYẾT ĐIỆN LI (giảm tải)
II. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
III.CÁC HIỆN TƯỢNG DIỄN RA Ở ĐIỆN CỰC, HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT FA-RA-DAY
V. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN
Trong dung dÞch, c¸c hîp chÊt ho¸ häc như­ Axit, Baz¬ vµ Muèi bÞ ph©n li (mét phÇn hoÆc toµn bé) nguyªn tö (hoÆc nhãm nguyªn tö ) thµnh c¸c ®iÖn tÝch gäi lµ ion. C¸c ion cã thÓ chuyÓn ®éng tù do trong dung dÞch vµ trë thµnh h¹t t¶i ®iÖn.
Ví d?
? NaCl
NaOH
HCl
(Muối)
(Bazơ)
(Axit)
Nội dung:
I. THUYẾT ĐIỆN LI:
Với các dung dịch khác như dd HCl, dd NaOH thì sao ?
DD CuSO4
NƯỚC TINH KHIẾT
CuSO4
-
-
1, Chất điện phân:
Thí nghiệm:
Thớ nghi?m 1: nu?c tinh khi?t
Nuước tinh khi?t (nu?c c?t) chứa rất ít hạt tải điện, không d?n di?n . (nu?c l� di?n mụi)
Thớ nghi?m 2: dung d?ch CuSO4
Mật độ hạt tải điện trong dung dịch CuSO4 tăng lên, dẫn đưuợc điện.
+
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Na+
Cl-
NaCl
Cl-
Na+
Na+
Cl-
Na+
Na+
Cl-
Cl-
Na+
Cl-
H+
Cl-
HCl
Cl-
H+
Cl-
H+
H+
Cl-
- Các ion dương và âm tồn tại sẵn trong các phân tử axit, bazơ, muối. Chúng liên kết với nhau bằng lực hút Cu-lông. Khi tan vào trong nước hoặc dung môi khác, liên kết giữa các ion trở nên lỏng lÎo. Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành các ion tự do.
Chất điện phân là những chất bị điện li trong dung dịch. Axít, muối, bazơ vµ c¸c chÊt nóng chảy gọi là chất điện phân.
Cu2+
SO42-
Cu2+
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
dd CuSO4
A
K
2, Bản chất dòng điện trong chất điện phân:
- Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường
Bảng so sánh độ dẫn điện của chất điện phân và kim loại:
chú ý:
Kim loại dẫn điện tốt hơn chất điện phân.
Hiện tượng điện phân thường kèm theo các phản ứng phụ.
dd muối CuSO4
Cu
Hiện tượng này gọi là hiện tượng dương cực tan
A
K
III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan :
? Hi?n tu?ng duong c?c l� hi?n tu?ng c?c duong b? mịn d?n khi cĩ dịng di?n ch?y qua ch?t di?n ph�n. Hi?n tu?ng duong c?c x?y ra khi c�c anion di t?i anơt k�o c�c ion kim lo?i c?a di?n c?c v�o trong dung d?ch.
? Khi có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân không tiêu thụ điện năng vào việc phân tích các chất mà chỉ bị tiêu hao vì tỏa nhiệt. Bình điện phân như một điện trở.
Cu
Dd AgNO3
Cực A không tan
Ag bám vào K
A
K
+
DD H2SO4
+
H+
H+
H+
4H+ +4e- 2H2
4(OH)- 2H2O + O2 + 4e-
A
K
Xét bình điện phân dung dịch H2SO4 , hai điện cực làm bằng graphit (cacbon) hoặc inôc (các điện cực này không tạo thành ion có thể tan vào dd điện phân).



- Kết quả là chỉ có nước bị phân tách thành hiđro và oxi. Hiđro bay ra ở catôt, còn oxi bay ra ở anôt .
- Điện năng bình tiêu thụ: W= Ɛ .I.t
Ɛ (V) là suất phản điện của bình điện phân, giá trị của nó phụ thuộc vào bản chất của điện cực và chất điện phân.
p
p
IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
1791-1867
Michael Faraday, FRS (ngày 22 tháng 9 năm 1791 – ngày 25 tháng 8 năm 1867) là một nhà hóa học và vật lý học người Anh (hoặc là nhà triết học tự nhiên, theo thuật ngữ của thời đó) đã có công đóng góp cho lĩnh vực Điện từ họcvà Điện hóa học.
Khối lượng chất đi đến cực tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân
Khối lượng chất đi đến cực tỉ lệ nghịch với điện tích của ion
Khối lượng chất đi đến cực tỉ lệ thuận với khối lượng của ion
Định luật Fa-ra-day
a) Định luật I Fa - ra - đây
- 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 đó.
m = kq
k : đương lượng điện hoá. Phụ thuộc vào bản chất của chất được phóng ra ở điện cực, đơn vị : kg / C
Ví dụ:
Đối với bạc, k = 1,118.10-6 kg / C
IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
b) Định luật II Fa – ra – đây
c : hệ số tỉ lệ.
A : khối lượng mol của nguyên tố
n : hoá trị của nguyên tố
Với F = 96464 C/mol, gọi là hệ số Fa – ra – đây
IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
c) Công thức Fa - ra – đây về điện phân
Kết hợp cả 2 định luật Fa - ra – đây, ta có:
hay
I: cường độ dòng điện đi qua bình điện phân ( A )
t: thời gian dòng chạy qua bình điện phân ( s )
m: khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực (g)
IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
Câu:1 Khi điện phân dung dịch AgNO3 với dương cực là Ag, biết khối lượng mol của Ag là 108. Để trong 1h có 27g Ag bám vào cực âm thì cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là?
6,7A
B. 3,35A
C. 24124
D.108A
HƯỚNG DẪN:
Vận dụng
Vận dụng
Câu 2: Một bình điện phân dung dịch AgNO3 có điện trở 2,5 ,anot làm bằng Ag. Hiệu điện thế đặt vào 2 cực của bình là 10V, sau 16 phút 5 giây thì khối lượng Ag bám vào catot là bao nhiêu?(biết A = 108, n=1)
HƯỚNG DẪN
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
a) Điều chế hoá chất
Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
b) Luyện kim
Người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại
lò luyện kim thép, chuyên dùng trong công nghiệp luyện kim

Công nghiệp luyện kim ở Việt Nam


V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
c) Mạ điện
Mạ điện là dùng phương pháp để phủ một lớp kim loại ( như crôm, niken, vàng, bạc…) lên những đồ̀ vật bằng kim loại khác.
Dây chuyền mạ điện
Thank you