Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
Khoa Sư Phạm
GIÁO ÁN
ĐIỆN TỬ
DH10L
DÒNG ĐiỆN TRONG CHẤT ĐiỆN PHÂN.
ĐỊNH LuẬT FA-RA-ĐÂY
I- Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân.
II- Bản chất dòng điện trong chất điện phân.
III- Phản ứng phụ trong chất điện phân.
IV- Hiện tượng dương cực tan.
V- Định luật Fa-ra-đây về điện phân.
VI- Ứng dụng của hiện tượng điện phân.
I. Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
a) Thí nghiệm
b) Kết quả thí nghiệm
c) Kết luận
DD NaCl
NU?C C?T
+
NaCl
-
-
K
A
Nước cất không dẫn điện
DD NaCl dẫn điện tốt
Quan sát thí nghiệm
Các dung dịch muối, axit, bazơ được gọi là các chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng là chất điện phân
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Sự phân li : khi các muối, axít , bazơ, hòa tan vào nước chúng dễ dàng tách ra thành các Ion trái dấu
NaCl  Na+ + Cl-
Sự tái hợp : trong quá trình chuyển động nhiệt hỗn loạn một số ion dương và ion âm có thể kết hợp với nhau để trở thành nguyên tử trung hòa
Kết quả hai quá trình trên số lượng phân tử bị phân li có giá trị xác định phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của dung dịch
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
DD NaCl
Cl
Na
+
+
Na+
Na+
Na+
Na+
Khi không có điện trường ngoài các ion chuyển động như thế nào ?
Chuyển động hổn độn
K
A
II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
DD NaCl
+
Na+
Na+
Na+
+
+
+
Dịng di?n trong ch?t di?n ph�n l� c�c dịng d?ch chuy?n cĩ hu?ng c?a c�c ion duong theo chi?u di?n tru?ng v� c�c ion �m ngu?c chi?u di?n tru?ng.
Khi có điện trường ngoài các ion dương và ion âm chuyển động như thế nào ?
+
-
K
A
III. Phản ứng phụ trong chất điện phân
Các ion âm dịch chuyển đến anốt nhường êlectron cho anốt còn các ion dương đến catốt nhận êlectron từ catốt. Các ion đó trở thành nguyên tử trung hoà có thể bám ở điện cực hoặc bay lên dưới dạng khí. Chúng có thể tác dụng với điện cực và dung môi gây ra các phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ hay phản ứng thứ cấp.
DD NaCl
+
Na+
Na+
Na+
+
Cl
Cl
+
+
+
-
K
A
IV. Hiện tượng dương cực tan
a) Thí nghiệm
Quan sát thí nghiệm
+ -
K
Anot
Cu
Pb
Dung d?ch
CuSO4
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
Catot
b) Giải thích
IV. Hiện tượng dương cực tan
Điện phân CuSO4:
CuSO4  Cu2+ + SO42-
Cu2+  K
SO42-  A kéo ion Cu2+ vào dung dịch
K?t lu?n: Khi điện phân dung dịch muối kim loại mà anốt A (cực dương) làm bằng chính kim loại đó thì có hiện tượng dương cực tan.
Cu2+ + 2e  Cu bám vào cực âm
Kết quả: anôt Cu tan, catôt lại có Cu bám vào.
c) Định luật Ohm đối với chất điện phân.
IV. Hiện tượng dương cực tan
U(V)
I(A)
0
0,03
1,5
1
0,5
Khi có hiện tượng cực dương tan thì dòng điện tuân theo định luật Ôm giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
0,06
0,1
Kết quả thực nghiệm
V. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
Michael Faraday
Sinh ngày 22/09/1791 ở làng Newington, Surrey 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.
a) Định luật I Fa - Ra - Đây
m = kq
k : đương lượng điện hóa (kg/C)
b) Định luật II Fa - Ra - Đây
Khối lượng m của chất được giải phĩng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình điện phân đó.
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó
V. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
V. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
Khối lượng chất giải phóng ở điện cực (g)
Khối lượng mol chất giải phóng (g/mol)
Cường độ dòng điện qua bình điện phân (A)
Thời gian điện phân (s)
Hóa trị của chất được giải phóng
Hằng số Fa - ra - đây, F = 96500 (C/mol)
c) Công thức Farađây về điện phân
a) Điều chế kim loại:
Clo, hidro, xút (NaOH) là những nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hóa chất. Việc điều chế các nguyên liệu này được thực hiện bằng cách điện phân dd muối ăn (NaCl) tan trong nước với điện cực bằng graphit hoặc kim loại không bị ăn mòn. Kết quả điện phân cho ta được xút tan vào dd và các khí hidro và clo bay ra.
V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
b) Luyện kim
Dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại. Người ta đúc đồng nấu từ các quặng ra ( còn chứa nhiều tạp chất) thành các tấm, dùng các tấm này làm cực dương trong bình điện phân đựng dd CuSO4. khi điện phân dương cực tan dần, đồng nguyên chất bám vào cực âm, còn tạp chất lắng xuống đáy.

Các kim loại khác (Al, Mg...) và nhiều hóa chất khác được điều chế từ phương pháp điện phân
c) Mạ điện
Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại (thường là kim loại không gỉ như Crom, niken, vàng, bạc...) lên những đồ vật bằng kim loại khác. Khi đó vật cần được mạ dùng làm cực âm, kim loại dùng để mạ dùng dương,còn chất điện phân là dd muối của kim loại dùng để mạ.
d) Đúc điện
Trước tiên, người ta làm khuôn của vật định đúc bằng sáp ong hay bằng một chất khác dễ nặn, rồi quét lên đó một lớp than chì (graphit) mỏng để cho bề mặt khuôn trở nên dẫn điện khuôn này được dùng làm cực âm,còn cực dương thì bằng kim loại mà ta muốn đúc và dd điện phân là muối của kim loại đó.

Khi đặt một hiệu điện thế vào 2 điện cực đó, kim loại sẽ kết thành một lớp trên khuôn đúc, dày hay mỏng là tùy thuộc vào thời gian điện phân.

Sau đó người ta tách lớp kim loại ra khỏi khuôn và được vật cần đúc.