Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

1
2. Điều kiện để có dòng điện chạy trong
vật dẫn kim loại ?
Kiểm tra bài cũ:
1. Bản chất dòng điện trong kim loại ?
2
1. Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng electron tự do chuyển dời có hướng.
Đáp án:
2. Điều kiện để có dòng điện chạy trong kim loại là có một điện trường đặt vào hai đầu vật dẫn.
3
Chúng ta đều biết rằng: Kim loại có thể dẫn được điện là nhờ các electron tự do. Vậy chất lỏng có thể dẫn được điện được không ? Nếu có thì nhờ những hạt mang điện nào?
Đặt vấn đề:
4
Dòng điện trong chất điện phân (T1)
Bài 38,39:
5
Nội dung:
1. Hiện tượng điện phân. Bản chất dòng điện trong chất điện phân:
a. Hiện tượng điện phân.
b. bản chất dòng điện trong chất điện phân.
c. Phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân.
d. Dương cực tan.
6
1.Hiện tượng điện phân. Bản chất dòng điện trong chất điện phân:
a. Hiện tượng điện phân:
Có hai điện cực bằng than chì, một bình thủ tinh, một Miliămpe kế, một nguồn điện. Làm thế nào để biết một dung dịch có dẫn điện không ?
7
Nhúng hai điện cực bằng than chì vào bình thuỷ tinh đựng dung dịch định khảo sát rồi mắc qua Miliămpe kế và nguồn điện như hình vẽ:

Thí nghiệm 1:
Xét chất lỏng là nước cất,
quan sát kim của mA
khi K đóng và
cho nhận xét ?

8
Nhận xét 1:
Với nước cất kim của miliămpe kế chỉ số 0
? Không có dòng điện chạy qua nước cất.
Thí nghiệm 2:Pha thêm
đường vào nước cất
và tiến hành thí nghiệm
tương tự. Quan sát kim của
mA và cho nhận xét ?
9
Với nước đường kim của Miliămpe kế chỉ số 0.
Nhận xét 2:
? Không có dòng điện chạy qua dung dịch nước đường.
Thí nghiệm 3:
Thay dung dịch nước đường
bằng dung dịch CuSO4.
Tiến hành thí nghiệm
tương tự trên.
Quan sát kim của mA
và cho nhận xét ?
10
11
Nhận xét 3:
- Với dung dịch CuSO4 kim của Miliămpe kế bị lệch.
? Dung dịch CuSO4 dẫn điện.
- Ngoài dung dịch CuSO4, tiến hành lập lại thí nghiệm trên với dung dịch Axit, Bazơ cũng xuất hiện dòng điện qua dung dịch đó.
Từ các thí nhiệm trên
rút ra kết luận gì kết luận gì
về tính dẫn điện của chất lỏng ?
12
Kết luận:
- Chất lỏng nói chung cũng có thể là chất cách điện hoặc chất dẫn điện.
- Các dung dịch Muối, Axít, Bazơ gọi là các chất điện phân.
Quan sát hai điện
cực than trong thí nghiệm
với CuSO4
và cho nhận xét ?
13
Nhận xét 4:
- Có một lớp đồng mỏng bám vào điện cực âm.
Hiện tượng đó gọi là hiện tượng điện phân.
Định nghĩa:
Hiện tượng điện phân là hiện tượng khi có dòng điện chạy qua dung dịch chất điện phân thì có các chất được tạo ra ở điện cực.
Vậy hiện tượng điện phân là gì ?
Dòng điện xuất hiện
trong chất điện phân
như thế nào ?
Có bản chất ra sao ?
14
b.Bản chất dòng điện trong chất điện phân:
Do sự điện ly, các phân tử phân ly thành các Iôn dương và âm:
CuSO4 ? Cu2+ + SO42-
Quá trình này gọi là sự phân ly của phân tử chất hòa tan trong dung dịch. Sau khi được tạo thành, do chuyển động nhiệt hỗn loạn, các iôn trái dấu va chạm với nhau và lại kết hợp với nhau thành phân tử trung hoà. Quá trình này gọi là sự tái hợp. Vậy trong dung dịch chất điện phân tồn tại đồng thời 2 quá trình phân ly và tái hợp.
Khi không có điện trường
các iôn dương và âm
sẽ chuyển động như thế nào ?
15
Khi không có điện trường, các iôn chuyển động nhiệt hỗn loạn, không sinh ra dòng điện.
Khi có điện trường
các iôn dương và âm
sẽ chuyển động như thế nào ?
16
Kết luận:
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm ngược chiều điện trường.
Khi các iôn chuyển dời
về các điện cực
thì có hiện tượng gì
xảy ra ở các điện cực ?
17
Khi các iôn chuyển dời về các điện cực thì:
- Các iôn âm đến Anốt nhường electron.
- Các Iôn dương đến Katốt nhận electron.
Chúng trở thành các nguyên tử hay phân tử trung hoà và có một phản ứng hóa học xảy ra giữa các nguyên tử hay phân tử trung hoà này với điện cực hay điện môi. Phản ứng này gọi là phản ứng phụ.
Vậy phản ứng phụ
trong hiện tượng
điện phân là gì ?
18
c.Phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân:
Những nguyên tử hay phân tử trung hoà được tạo ra ở các điện cực có thể bám vào điện cực hoặc bay lên khỏi dung dịch điện phân hoặc tác dụng với điện cực và dung môi, gây nên phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ hay phản ứng thứ cấp.
Sau đây ta xét một
trường hợp cụ thể
về phản ứng phụ. Đó là
hiện tượng dương cực tan.
19
Thí nghiệm 4: Trở lại thí nghiệm với dung dịch CuSO4, thay cực âm ( có một lớp Cu mỏng) vào vị trí của cực dương; cực dương lúc đầu vào vị trí cực âm. Sau một thời gian, ngắt khóa K, lấy 2 điện cực ra, quan sát và cho nhận xét ?
Nhận xét
- Điện cực làm bằng Anốt làm bằng Cu bị hao dần đi.
- Điện cực Katốt có Cu bám vào.
Hiện tượng này được giải thích
như thế nào ?
20
Giải thích:
- Các iôn Cu2+ đến cực âm nhận 2e trở thành nguyên tử Cu bám vào Katốt:
Cu2+ + 2e ? Cu
- Các iôn SO42- chuyển về Anôt, tác dụng với 1 nguyên tử Cu ở Anôt tạo thành 1 phân tử trung hoà CuSO4 và nhường 2e cho Anôt:
Cu - 2e ? Cu2+
Cu2+ + SO42- ? CuSO4
21
CuSO4 vừa tạo thành tan ngay vào dung dịch. Kết quả điện cực Anôt làm bằng Cu bị hao dần đi, còn ở Katôt lại có Cu bám vào.
d.Dương cực tan:
* Định nghĩa dương cực tan:
Hiện tượng dương cực tan là hiện tượng cực dương (Anôt) bị mòn đi khi ta điện phân dung dịch muối của kim loại mà cực dương làm bằng chính kim loại đó.
Trên cơ sở phân tích trên.
Vậy hiện tượng dương cực tan là gì ?
22
Khảo sát sự liên hệ gữa cường độ dòng điện I qua bình điện phân với hiệu điện thế U đặt vào hai đầu điện cực. Khi có hiện tượng dương cực tan thì ta thấy I phụ thuộc bậc nhất vào U.
Kết luận: Dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm khi có hiện tượng dương cực tan.
Dòng điện trong chất điện phân
có tuân theo định luật Ôm không ?
Nếu có cần phải tuân theo điều kiện gì ?
23
Củng cố:
Câu hỏi 1:
Tại sao nước cất và dung dịch đường không cho dòng điện chạy qua ?
Câu hỏi 2:
So sánh sự khác nhau cơ bản giữa dòng điện trong chất điện phân và dòng điện trong kim loại ?
24
Đáp án:
Câu 1:
a. Nước cất có bị phân ly nhưng rất ít nên vẫn có dòng điện chạy qua với cường độ rất nhỏ, ta không thể quan sát được.
b. Đường tuy có tan vào dung dịch nhưng phân tử của chúng không phân ly thành các iôn nên không có dòng điện chạy qua.
25
Câu 2:
a. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do. Còn dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm ngược chiều điện trường.
b. Dòng điện trong chất điện phân gây ra sự vận chuyển chất. Còn dòng điện trong kim loại không gây ra hiện tượng đó.
c. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm. Còn dòng điện trong chất điện phân chỉ tuân theo định luật Ôm khi có hiện tượng dương cực tan.