Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

Giáo viên : DO�N TH? H?NG NHUNG
Môn Vật Lý
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Nêu bản chất của dòng điện trong kim loại?
Câu 2: Nêu đặc điểm về phương và chiều của lực điện tác dụng lên một hạt mang điện đặt trong điện trường đều?
Trả lời: Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường
B�i 14 : D�ng �iƯn trong ch�t �iƯn ph�n
Với các dung dịch khác như dd HCl, dd NaOH thì sao ?
Quan sát thí nghiệm
DD CuSO4
Dd nước cất
CuSO4
-
-
I. Thuyết điện li:
1. Thí nghiệm:
TNo1: Nước cất
?Kết quả1: Nước cất là điện môi
hay Nước cất chứa rất ít hạt tải điện.
TNo2:Cho thêm lượng nhỏ muối CuSO4
(muối, axít , bazơ)
Kết quả 2:Các dung dịch Muối, Axit, Bazơ dẫn điện,
chứng tỏ mật độ hạt tải điện
trong các dung dịch tăng lên.
Quan sát thí nghiệm , em rút ra kết luận gì?
Quan sát thí nghiệm , em rút ra kết luận gì?

*Dụng cụ ( Bố trí thí nghiệm như hình vẽ)
+
d2 Muối, Axit, Bazơ
Lại có tăng hạt tải điện
Tại Sao
Thuyết điện li:
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 nhóm nguyên tử ) tích điện gọi là ion; ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện.
Ví dụ
NaCl
Na+ + Cl-
NaOH
Na+ + OH-
HCl
H+ + Cl-
Tại sao khi tan vào nước hoặc một dung môi khác lại xuất hiện hạt tải điện ?
( ion KL )+
( ion KL)+
( H )+
(Muối)
(Bazơ)
(Axit)
Na+
Cl-
NaCl
Cl-
Na+
Na+
Cl-
Na+
Na+
Cl-
Cl-
Na+
Cl-
H+
Cl-
HCl
Cl-
H+
Cl-
H+
H+
Cl-
? Gọi các dung dịch Axit, Bazơ, Muối và các muối, Bazơ nóng chảy là chất điện phân.




Gi?i thích k?t qu? thí nghi?m
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Thí nghiệm :
*Dụng cụ (Bố trí thí nghiệm như hình vẽ).
Trong dung dịch bây giờ có những Ion nào?
Cu2+
SO42-
Cu2+
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
Khi chưa đặt hiệu điện thế vào 2 điện cực thì các iôn dịch chuyển như thế nào ? Có dòng điện chạy qua d2 điện phân không ?
Khi giữa hai bản cực có một hiệu điện thế tức là giữa hai bản cực có một điện trường, các iôn chuyển động như thế nào? Có dòng điện chạy qua bình điện phân không ?
Bản chất dòng điện trong chất điện phân là gì ?
2. Kết luận:
Dòng điện trong lũng ch?t di?n phõn là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
So sánh tính dẫn điện của chất điện phân và của kim loại ?
DD CuSO4
A
K
N/X:
- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
Khi xảy ra hiện tượng điện phân, các ion đi về các điện
cực, tới điện cực e đi tiếp còn lượng vật chất đọng lại
ở điện cực.
Vật chất ở điện cực tham gia phản ứng cho nhận e trở
thành các nguyên tử (phân tử) trung hoà về điện có thể
bám vào điện cực tác dụng với điện cực hoặc bay ra khỏi
dung dịch điện phân gây ra các phản ứng hoá học gọi là
các phản ứng phụ.
III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
Đồng ở cực dương tan dần vào trong dung dịch còn cực âm có một lớp đồng bám vào.
Có hiện tượng gì xảy ra ở 2 điện cực khi điện phân muối CuSO4 có cực dương bằng Cu?
Thí nghiệm:
*Dụng cụ(Bố trí hình vẽ)


*Kết quả:
Cu2+
Cu2+
2e
Cu2+
2e
SO42-
Cu2+
CuSO4
SO42-
?gọi là hiện tượng dương cực tan
2e
1. Hiện tượng dương cực tan:
* Giải thích.
Cu
Dd AgNO3
Khi nào xảy ra hiện tượng dương cực tan?
?b.k�t lu�n. HiƯn t�ỵng d��ng c�c tan x�y ra khi �iƯn ph�n m�t dung d�ch mu�i kim lo�i m� an�t l�m b�ng ch�nh kim lo�i ��
Khi có hiện tượng dương cực tan bình điện phân đóng vai trò là một điện trở và dòng điện trong bình tuân theo định luật Ôm : I=U/R
Cực A không tan

Ag bám vào K

A
K
Bây giờ ta xét dd dịch điện phân AgNO3 với Anôt làm bằng Cu


Các em quan sát các hiện tượng diễn ra ở hai đện cực!








+
DD H2SO4
+
H+
H+
H+
4H+ +4e- 2H2
4(OH)- 2H2O + O2 + 4e-
A
K
? Bình di?n ph�n duong c?c khơng tan cĩ ti�u th? di?n nang v�o vi?c ph�n tích c�c ch?t, do dĩ nĩ cĩ su?t ph?n di?n EP (V) v� dĩng vai trị l� m?t m�y thu di?n. Điện năng tiêu thụ W = EPIt.
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 nước bị phân tách thành hiđrô và oxi bay ra ở K và A
? Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan thì EP = 0.
2. Hiện tượng dương cực không tan
1. Nhận xét. Kh?i lượng m của chất đi đến điện cực:
m ~ với điện lượng q chuyển qua bình đp.
- m ~ với khối lượng của ion (hay khối klượng mol nguyên tử A).
- m tỉ lệ ngịch với điện tích của ion ( hay hoá trị n của nguyên tố).
2 . Định luật Fa-ra -đây.
a) Định luật thứ nhất.
m = kq
k: đương lượng điện hoá của chất được giải phóng.
IV. Định luật Faraday :
Khối lượng vật chất được giải phóng ra ở điện cực của bình đp tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
Michael Faraday
Nhà bác học Anh
1791 - 1867
b) Định luật thứ hai.
Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ 1/F, trong đó F gọi là hằng số Faraday.
k = 1/F.A/n
Khối lượng chất được giải phóng (g)
Khối lượng mol (g/mol)
Hoá trị
Cường độ dòng điện (A)
Thời gian điện phân (s)
Hằng số Faraday F = 96500 (C/mol)
Kết hợp hai định luật ta có công thức Faraday:

III. Ứng dụng của hiện tượng điện phân :
1. Luyện nhôm :
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.
2. Mạ điện :
ứng dụng hiện tượng điện phân để phủ một lớp kim loại lên đồ vật.
Củng cố bài học
4
2
1
5
3
Trong các chất sau, chất nào không phải là chất điện phân ?
A. Nước nguyên chất B. NaCl

C. HNO3 D. Ca( OH )2
Ông là ai?
Mai cơn faraday
Trong các dung dịch điện phân, các Ion mang điện tích âm là ?
A. Gốc Axit và ion kim loại
B. Ion kim loại và anion OH-
C. Gốc Axit và anion OH-
D. Chỉ có anion OH-
B. Dòng ion âm dịch chuyển ngược chiều điện trường

Bản chất dòng điện trong chất điện phân là :


A. Dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường


D. Dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau
C. Dòng electron dịch chuyển ngược chiều điện trường

Chất điện phân dẫn điện không tốt bằng kim loại vì:
A. Mật độ ion trong chất điện phân nhỏ hơn mật độ e tự do trong kim loại
B. Khối lượng và kích thước ion lớn hơn của electron
C. Môi trường dung dịch rất mất trật tự
D. Cả 3 lý do trên
Trong hiện tượng dương cực tan kết luận nào sau đây là đúng.
B. Cực dương của bình điện phân bị mài mòn cơ học
C. Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan, dòng điện có tác dụng vận chuyển kim loại từ Anốt sang Catốt.
D. Cực dương của bình điện phân bị bay hơi
A. Cực dương của bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mức nóng chảy
Ông là một nhà bác học người Anh. Sinh năm 1791 mất năm 1867.
là người thực hiện được ước mơ " biến điện thành từ ".
là người rất giỏi thực nghiệm với tổng số thí nghiệm đã tiến hành là 16041.
là người được nói đến trong câu nói " chừng nào loài người còn cần sử dụng điện thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của ông" .
là người đã đưa ra cách biểu diễn điện trường và từ trường bằng các đường sức.
V. Bài tập áp dụng.
TT: R=2 ôm,E=10 V, t=2h m=?
Ag=108g/mol, n=1. DdAgNO3
Bài giải :
Khối lượng Ag bám vào cực âm là :
ADĐL Farađay: m= 1/F.A/n.It.
Vì có hiện tượng cực dương tan nên theo định luật ôm tacó:
Thế vào suy ra được m= 40,2g
1. Một bình điện phân dd AgNO3 với Anốt làm bằng Ag có điện trở R = 2 ơm , đặt vào nguồn điện có E = 10 V, điện trở trong không đáng kể. Tìm khối lượng Ag bám vào K trong thời gian 2h.
Câu6: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của:
Ion dương và electron.
Ion âm và electron.
Ion dương và Ion âm.
Cả ba loại hạt trên
Câu 7: Trường hợp nào sau đây xảy ra hiện tượng cực dương tan:
Anốt bằng Ag- dd điện phân là CuSO4
Anốt bằng Pt- dd điện phân là AgNO3
Anốt bằng Ag- dd điện phân là AgNO3
Câu 8. Ghép nội dung cột bên trái với nội dung thích hợp ở cột bên phải
1. Lí thuyết về sự dẫn điện của các dd axít, bazơ và muối gọi là
2. Các dd và các chất nóng chảy trong đó các hợp chất như axít, bazơ và muối bị phân li thành các ion tự do gọi là
3. Ion chuyển động về anôt của bình điện phân gọi là
4. Hiện tượng điện phân xảy ra khi chất điện phân là muối của kim loại dùng làm anôt và anôt bị tan dần vào dd gọi là
5. Hiện tượng dòng điện phân tích các hợp chất hoá học chứa trong dd thành các hợp phần khi qua bình điện phân gọi là
a. cation (ion)+.
b. thuyết điện li.
c. anion (ion)-.
d. hiện tượng dương cực tan.
e. hiện tượng điện phân.
f. chất điện phân.
Chân thành cảm ơn
các thầy cô giáo
các em học sinh