Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

Chào mừng quý thầy, cô và các bạn
đến dự lớp học hôm nay.
Vật lí
Bài 14:
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
III- Các hiện tượng diễn ra ở điện cực.Hiện tượng dương cực tan.





Khi các ion đến các cực thì có hiện tượng gì xảy ra??
Cu2+
Dung dịch muối CuSO4
Cu
Khi chất điện phân là dung dịch CuSO4 và dương cực là đồng (Cu)
Tại dương cực: Cu2+ + SO42-  CuSO4: đi vào dung dịch
=> Dương cực bị tan dần.
Tại âm cực: Cu2+ + 2e-  Cu: bám vào âm cực => Âm cực được bồi thêm.
Tại dương cực
và âm cực
có hiện tượng
hóa học gì ?
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
SO42-
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Kết quả:
Cực dương tan dần
Cực âm dày thêm
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
III- Các hiện tượng diễn ra ở điện cực.Hiện tượng dương cực tan.
Vậy hiện tượng dương cực tan là gì??
Là hiện tượng gốc axít trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi .
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Tình hình sẽ thay đổi nếu ta xét dòng điện qua
bình điện phân sau:
+
Dung d?ch H2SO4
+
H+
H+
OH-
H+
OH-
OH-
A
K
-
-
Khi chất điện phân là dung dịch H2SO4 và điện cực bằng inốc:
x
4(OH)- - 4e- → 2H2O + O2 ↑
4H+ + 4e- → 2H2 ↑
Kết quả: Chỉ có nước bị phân tách thành hiđrô và oxi.
Nên có hiđrô và oxi bay lên từ cực âm và cực dương.
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
Năng lượng W dùng để thực hiện việc phân tách đó lấy từ năng lượng của dòng điện .
Nên ta có thể viết: W= EpIt
Trong đó: Ep là suất phản điện
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
* Luyện nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện,...
Điều chế clo
Trong bình điện phân, nhờ tác dụng của dòng điện một chiều, ion Cl- bị oxi hóa thành Cl2 thoát ra ở cực dương (anot), còn ở cực âm(catot) nước bị khử, người ta thu được khí H2 và dung dịch NaOH.
NaCl + H2O NaOH + Cl2 + H2
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
Mạ điện
Mạ bạc
Mạ vàng
Ứng dụng điện phân để phủ một lớp kim loại lên đồ vật.
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
Đúc điện
Ứng dụng hiện tượng điện phân để tạo ra các đồ vật theo khuôn mẫu.
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
Tinh luyện đồng
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
1.Luyện nhôm
-Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân.
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
1.Luyện nhôm
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
2. Mạ điện
Để tăng vể đẹp và chống gỉ cho các đồ dùng thường ngày bằng kim loại, người ta thường mạ lên chúng một lớp kim loại trơ. Đối với các vật dụng lớn bằng thép thì thường mạ Niken, còn với đồ mỹ nghệ thì mạ bạc, vàng. Khi mạ người ta thường cho thêm một số chất phụ gia để làm cho lớp mạ bám vào bề mặt được chắc, bền và bóng đẹp. Khi mạ các vật phức tạp, người ta còn phải quay vật trong lúc mạ để lớp mạ được đều.
+ Dương cực: gắn kim loại để mạ
+ Âm cực: gắn vật cần mạ
+ Dung dịch điện phân: muối của klim loại để mạ
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
2. Mạ điện
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
IV. Các định luật Fa-Ra-Đây
Vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vật chất (theo nghĩa hẹp ) nên khối lượng chất đi đến điện cực:
+) Tỉ lệ thuận với điện lượng chạy bình điện phân.
+) Tỉ lệ thuận với khối lượng ion (hay khối lượng mol nguyên tử A của nguyên tố tạo nên ion đấy).
+) Tỉ lệ nghịch với điện tích của ion ( hay hóa trị n của nguyên tố tạo ra ion ấy).
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
IV. Các định luật Fa-Ra-Đây
Sinh ngày 22/09/1791 ở làng Newington, Surey nay thuộc thành phố London.
Mất ngày 25/08/1867.
Michael Faraday là nhà bác học đã để lại nhiều công trình khám phá, các phương pháp thực nghiệm hữu ích và các lý thuyết tân tiến về hóa học và điện học.
MICHAEL FARADAY
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
IV. Các định luật Fa-Ra-Đây
* Định luật Fa-ra-đây thứ nhất
Nội dung: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
m=kq
k : là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực (kg/C hoặc g/C)
q : là điện lượng chạy qua bình điện phân (C)


Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
IV. Các định luật Fa-Ra-Đây
* Định luật Fa-ra-đây thứ hai
Nội dung: 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 Fa-ra-đây.
F: số Fa-ra-đây
F=96 500 C/mol
k=1/F*A/n
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
IV. Các định luật Fa-Ra-Đây
m=1/F*A/n*It
Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây
trong đó m tính bằng gam


















Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân
IV. Các định luật Fa-Ra-Đây
Bài giải
Bài tập áp dụng: Một bình điện phân chứa dung dich AgNO3 có điện trở 2,5Ω. Anôt của bình làm bằng Ag và hiệu điện thế đặt vào hai điện cực của bình là 10V. Tính khối lượng m của bạc bám vào catôt sau 16phút 5giây. Khối lượng nguyên tử của bạc là 108.
Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân
I =
U
R
= 4A
Khối bạc bán vào cactốt trong thời
gian 16phút 5giây
= 4,32g