Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
1. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
2. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
3. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ
4. DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
5. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
BÀI 14:

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, Nhôm được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như: điện, điện tử, hàng không, xây dựng, chế tạo máy...
Để sản xuất Nhôm cần có nguồn điện năng dồi dào, quy trình luyện Nhôm dựa trên hiện tượng vật Lý nào?
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
Nhúng hai điện cực bằng than chì vào một bình thủy tinh đựng nước cất rồi mắc qua một miliampe kế vào nguồn điện một chiều .

G
Nước cất
H2O
K
Đóng khóa K:
Kim miliampekế không lệch .
? nước cất không dẫn điện .
Nước cất là chất điện môi .
Kim miliampe kế có bị lệch không?
DD NaCl
Cl
Na
Na+
Cl-
+
+
Nếu hòa vào nước cất một ít muối NaCl.
Đóng khóa K:
Ta thấy đèn sáng .

? dung dịch NaCl đã dẫn điện
Có hiện tượng gì xảy ra ?
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
- Trong dung dịch các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li 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.
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
H2SO4
H+ + SO42-
NaOH
Na+ + (OH)-
CuSO4
Cu2+ + (SO4)2-
Axít
ion H+
gốc axít
Bazơ
ion kim loại
gốc OH-
Muối
ion kim loại
gốc axít
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
TA XÉT VÍ DỤ SAU:
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Cu2+
SO42-
Cu2+
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
SO42-
Khi không có điện trường
Caực ion chuyeồn ủoọng hoón loaùn
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
Khi có điện trường
Caực ion chuyeồn ủoọng coự hửụựng
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
Ion dương chuyển động cùng chiều điện trường, còn ion âm chuyển động ngược chiều điện trường
* Ion dương:
chạy về phía catôt nên gọi là cation
* Ion âm:
chạy về phía anôt nên gọi là anion
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
Là hiện tượng xảy ra khi điện phân dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy .
VD: Xét dung dịch điện phân là đồng sun phát CuSO4, anốt bằng đồng Cu, catôt là một kim loại nào đó.
+ -
K
A
B
Cu
Pb
Dung dịch
CuSO4
, SO4, tác dụng với một nguyên tử Đồng từ anôt tạo thành CuSO4 tan vào dung dịch .
* Tại catôt:
, Đồng bám vào catôt
* Tại anôt:
* Kết quả: Anốt bị mòn dần, ở catôt lại có đồng bám vào. Đó chính là hiện tượng cực dương tan.
Khi có dòng điện chạy qua thì:
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT
FA-RA-ĐÂY
Michael Faraday
Nhà bác học Anh
(1791 - 1867)
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT
FA-RA-ĐÂY
- Michael Faraday (sinh 22 tháng 9 năm 1791 – mất 25 tháng 8 năm 1867) là nhà vật lý và nhà hóa học người Anh.
- Ông có nhiều cống hiến to lớn trong lĩnh vực điện từ học.
Các thí nghiệm của ông về chuyển động quay điện từ đặt nền móng cho công nghệ về động cơ điện hiện đại.
Ông phát triển định luật cảm ứng Faraday trong điện từ học.
- Đơn vị đo điện dung Fara trong hệ SI được đặt theo tên ông.

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT
FA-RA-ĐÂY
1. Định luật thứ nhất
Khối lượng m vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỷ lệ thuận với điện lượng chuyển qua bình đó
m = kq
k gọi là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực.
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT
FA-RA-ĐÂY
1. Định luật thứ nhất
2. Định luật thứ hai
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỷ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỷ lệ là 1/F trong đó F gọi là số Fa-ra-đây
F = 96 494 C/mol
Kết hợp 2 định luật ta có:
Trong đó
- m là khối lượng (tính bằng gam).
- F là số Fa-ra-đây thường lấy F = 96500 C/mol
- A là nguyên tử khối
- n là hóa trị của kim loại
- I là cường độ dòng điện (A)
- t là thời gian dòng điện chạy qua (t)
BÀI TẬP VÍ DỤ
Một bình điện phân đựng dung dịch Bạc nitrat với anot bằng Bạc có điện trở R = 2?, hiệu điện thế đặt vào hai cực là U = 10V. Xác định lượng bạc bám vào cực âm sau 2h?
GIẢI
Cu?ng d? dịng di?n ch?y qua bình l�:
�p d?ng d?nh lu?t Fa-ra-d�y ta cĩ:

Tóm tắt U = 10V
R = 2Ω
A = 108
n = 1
t = 2h = 2.3600 = 7200s
m = ?

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT
FA-RA-ĐÂY
1. Định luật thứ nhất
2. Định luật thứ hai
V. ỨNG DỤNG
1. Luyện Nhôm
2. Mạ điện
Công nghệ luyện Nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân quặng Nhôm nóng chảy (chủ yếu là quặng Bôxít)
Công nghệ mạ thường dùng là công nghệ mạ điện phân (mạ vàng, bạc) kèm theo một số chất phụ gia cho lớp mạ được chắc và bóng đẹp hơn.
Mật độ các ion trong chất điện phân thường nhỏ hơn mật độ electron tự do trong kim loại.
Khối lượng và kích thước của ion lớn hơn khối lượng và kích thước của electron nên tốc độ chuyển dời có hướng của chúng nhỏ hơn.
Môi trường dung dịch lại rất mất trật tự nên cản trở mạnh chuyển động của các ion. Vì thế, chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại. Vì
Vì sao chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại ?
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
BÀI 14
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. THUYẾT ĐIỆN LI
1. Thí nghiệm
2. Nội dung
3. Ví dụ
II. BẢN CHẤT DÒNG
ĐIỆN TRONG CHẤT
ĐIỆN PHÂN
III. HIỆN TƯỢNG
DƯƠNG CỰC TAN
IV. CÁC ĐỊNH LUẬT
FA-RA-ĐÂY
1. Định luật thứ nhất
2. Định luật thứ hai
V. ỨNG DỤNG
- Trong dung dịch các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li 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.


Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
Là hiện tượng xảy ra khi điện phân dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy .
Khối lượng m vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỷ lệ thuận với điện lượng chuyển qua bình đó
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỷ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỷ lệ là 1/F trong đó F gọi là số Fa-ra-đây
CỦNG CỐ
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của lực điện trường
Kim loại dẫn điện tốt vì mật độ các electron tự do trong kim loại rất lớn.
Các kim loại dẫn điện tốt: vàng, bạc, đồng, nhôm, kẽm, chì..
Cu2+
Cu
Cu
--
* Tại catôt:
SO42-
Cu2+
+
CuSO4
* Tại anôt: