Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân

Dòng điện trong
chất điện phân


Giáo viên hướng dẫn: th.s Phạm Thị Mai
Sinh viên: Đinh Văn Hai
Lớp: Lý K36A.


Thái Nguyên, ngày 7 tháng 11 năm 2004.

Bài giảng powerpoint
Bài 38 - 39.


Kiểm tra bài cũ:
Câu hỏi 1: Kim loại có dẫn điện không? Bản của dòng điện trong kim loại là gì?
Trả lời:
+ Kim loại dẫn điện.
+ Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường.
Câu hỏi 2: Trong thực tế để kiểm tra một dụng cụ hay một chất nào đó có dẫn điện hay không ta làm thế nào?
Trả lời: Ta mắc nó vào một mạch điện qua một ampekế mà nếu dẫn điện thì kim của ampe kế bị lệch đi.
Hỏi: Tôi muốn kiểm tra một chất lỏng có dẫn điện không ta làm thế nào?
Trả lời: Ta cho chất lỏng vào bìng chứa và cũng mắc nó vào một mạch điện có ampekế.


Tiến hành thí nghiệm này giúp ta trả lời câu hỏi: Chất lỏng có dẫn điện không và nếu có thì nhờ hạt mang điện nào? Cơ chế nào làm xuất hiện dòng điện này?

1.Hiện tượng diện phân:
a. Hiện tượng điện phân.
Thí nghiệm:
+ Mục đích: Quan sát dòng điện có đi qua chất lỏng hay không.






+ Dụng cụ:
- Bình thuỷ tinh đựng chất lỏng nào đó (nước cất, nước đường, dung dịch axít sunfuric loãng, đồng sunphát).

Mạch điện: Hai điện cực bằng than chì, nguồn một chiều, Miliampe kế, giá, khóa điện, dây nối.



Bố trí thí nghiệm:
- Tiến hành: Với nước cất, nước đường, dung dịch axit clohiđric và đồng sunfat.
- Kết quả:
- Nước cất, nước đường không dẫn điện.
- Dung dịch: axít, bazơ, muối dẫn điện
Nguồn
mA
+
_
Dung dịch
chất lỏng
Kết luận:
- Chất lỏng nói chung là chất cách điện hoặc dẫn điện.
- Các chất muối, axít, bazơ dẫn được điện và gọi là chất điện phân(các muối nóng chảy cũng là chất điện phân).
Dòng điện đi qua chất điện phân gọi là dòng điện trong chất điện phân.
Hiện tượng điện phân: Hiện tượng khi có dòng điện chạy qua dung dịch chất điện phân thì có các chất tạo ra ở điện cực.

b. Bản chất dòng điện trong chất điện phân.
Tìm hạt mang điện và cơ chế làm xuất hiện dòng điện.
Sự phân ly: Theo thuyết điện ly, khi các muối, axit, bazơ được tan vào trong nước chúng dễ dàng tách ra thành các iôn trái dấu.



CuSO4 Cu2++SO42-
NaCl Na++Cl-
Sự tái hợp: Sau khi được tạo thành, một số iôn trái dấu có thể va chạm với nhau trong quá trình chuyển động nhiệt hỗn loạn và kết hợp với nhau thành phân tử trung hoà.


Kết quả: Số phân tử bị phân ly có giá tri xác định, phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của dung dịch.


Khi E = 0: Các iôn chuyển động nhiệt hỗn loạn không có hướng ưu tiên, I = 0.

Khi E # 0: Các ion dương còn chuyển động theo chiều điện trường về cực âm(catốt).
Các ion âm chuyển động ngược chiều điện trường về cực dương(anốt).


Chuyển động có hướng của các ion tạo nên dòng điện trong bình điện phân.
Dòng điện chạy trong bình điện phân tương ứng với hai dòng điện tích trái dấu chạy ngược chiều nhau.
Kết luận: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường.

c. Phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân.
Các ion trái dấu khi chuyển tới các điện cực, chúng truyền điện tích cho điện cực:
+ Ion(+) đến catốt nhận e.
+ Ion(-) đến anốt nhường e .
Các iôn này tạo thành nguyên tử hay phân tử trung hoà.
Ví dụ: Anốt làm bằng Cu, dung dịch điện phân là CuSO4.

Tại catốt: Cu2+ + 2e Cu.


Tại Anốt: Cu nhường 2e cho cho cực dương thành Cu2+ kết hợp với ion SO42- tới anốt tạo thành phân tử CuSO4 tan ngay vào dung dịch.
Các nguyên tử hay phân tử này có thể tác dụng với điện cực và dung môi gây nên các phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ(phản ứng thứ cấp).
Định nghĩa: Phản ứng phụ là các phản ứng hóa học xảy ra ở các điện cực.



d. Hiện tượng cực dương tan.
Thí nghiệm.
Xét trường hợp cụ thể của phản ứng phụ: Dung dịch là đồng sunfat và cực dương là đồng.
Hiện tượng:
Kết quả:
Muối Đồng sunfat vừa tạo thành tan ngay vào dung dịch.
Cực dương bị mòn đi, cực âm có Cu bám vào.
Nguồn
mA
+
_
Dung dịch
chất lỏng

b. Gải thích.
Iôn Cu chuyển đến catốt thu hai electron trở thành nguuyên tử Cu bám vào Catốt.
Iôn SO4 chuyển về anốt và tác dụng với một nguyên tử Cu ở cực đồng tạo thành phân tử CuSO4 và nhường hai e cho anốt.

Nồng độ dung dịch không đổi.
Anốt làm bằng đồng mòn dần đi, catốt có đồng bám vào.
Ta nói dòng đóng vai trò chuyên trở các chất từ cực này sang cực kia khi có hiện tượng cực dương tan.


c. Định luật Ôm
Khi có hiện tượng cực dương tan thì I phụ thuộc bậc nhất vào U.

Dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm khi có hiện tượng cực dương tan.

Điều kiện có hiện tượng cực dương tan:
Anốt phải làm bằng kim loại được nhúng trong dung dịch điện phân mà dung dịch đó là muối của chính kim loại ấy.




Củng cố.
Để nhận biết các bình kín đựng nước cất, axit clohiđric, dung dịch đồng sunfat, ta thường sử dụng phương pháp hoá học. Liệu có thể nhận biết được ba dung dịch trên bằng phương pháp "Vật lý"?
Hỏi: Hùng và Hải vừa học bài " Dòng điện trong chất điện phân". Cả hai đều rất vui vì thầy dạy rất hay. Vì nhà xa trường nên cả hai phải đi xe đạp. Gần về đến nhà thì Hải mới sực nhớ là mình quân chưa mua nước javen về tẩy quần áo vì do sơ ý, Hải để áo mình dính đầy mực.

Về trưa, trời cành nắng mà chợ mãi gần trường.
Mà Hải cũng mệt và đói rồi.
Mai lại là ngày trường phải mặc đồng phục.
Hải nhăn nhó không biết làm gì thì Hùng nói:" Hải không phải lo lắng đâu, mình sẽ điều chế nước javen cho cậu".
Hải đang ngỡ ngàng thì Hùng lại mỉm cười nói:" Hải lại chưa hiểu rõ bài học hôm nay rồi".
Sao Hùng lại nói thế?
Hùng sẽ giúp bạn thế nào đây?
Trả lời:
Hùng nói như trên chứng tỏ em rất hiểu và biết vận dụng bài học.
Sở dĩ vì thế vì ta có thể điều chế nước javen bằng phương pháp điện phân một cách đơn giản:
Làmg thí nghiệm điện phân với dung dịch là muối ăn. Khi đó, iôn Na+ về cực âm nhận thêm điện tử trở thành nguyên tử natri, ngyên tử này tác dụng với nước cho sút ăn da NaOH.
Iôn Cl- chuyển tới cực dương nhường e thành nguyên tử Clo. Nguyên tử này tác dụng với sút ăn da tạo thành nước javen.
Nếu trường hợp các vết bẩn trên áo của Hải không "cứng đầu" lắm thì Hải có thể dùng xà phòng để tẩy rửa. Vì sao xà phòng có thể có thể tẩy sạch các vết bẩn trên áo quần?
Vì xà phòng cũng là một chất điện phân( là một loại muối của axit béo). Khi hoà tan vào trong nước, các phần tử xà phòng bị phân ly thành các iôn. Các iôn âm có thể "chui" vào các giọt dầu bám chặt trên áo quần làm cho chúng có điện tích âm và có xu hướng đẩy những hạt dầu cũng bị điện tích âm khác tạo thành nhũ tương. Khi vò áo quần, các hạt nhũ tương này sẽ bị trôi vào trong nước.