Bài 19. Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-đây

LÊ MAI PHƯƠNG
SP VẬT LÝ_K30
Nhà vật lý người Anh
1791-1867
Michael Faraday
BÀI 19
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY
1.Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
a, Thí nghiệm:
- Với nước tinh khiết
- Với dung dịch NaCl
Dd NaCl
Muối NaCl
1.Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
b) Kết luận
- Nước cất là chất điện môi
- Dung dịch NaCl là chất dẫn điện
Các dung dịch muối, axit, bazơ được gọi là chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng là chất điện phân.
2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Khi muối, axít, bazơ được hoà tan vào nước, chúng dễ dàng tách ra thành các ion trái dấu_sự phân li.
Ví dụ:
- Trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn, một số ion dương có thể kết hợp lại với ion âm khi va chạm, để trở thành phân tử trung hoà_sự tái hợp.
Số lượng phân tử phân li có giá trị xác định, phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của dung dịch.
2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Chưa có điện trường ngoài: các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn
Bản chất dòng điện trong chất điện phân là gì?
Không có dòng điện
- Có một điện trường ngoài: các ion có thêm chuyển động có hướng theo phương của điện trường
Có dòng điện trong chất điện phân
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Ví dụ:
Khi chưa có điện trường giữa 2 bản cực
Khi có điện trường giữa 2 bản cực
+
_
điện phân dung dịch NaCl
3. Phản ứng phụ trong chất điện phân
- Ion âm
anôt ( A )
nhường e- cho anôt
- Ion dương
catôt ( K )
nhận e- từ catôt
Nguyên tử hay phân tử trung hoà
Bám vào điện cực hoặc bay lên dưới dạng khí
3. Phản ứng phụ trong chất điện phân
ví dụ:
Vì sao lại có bọt khí thoát ra ở 2 điện cực?
Vì khi điện phân dung dịch NaCl ta có:
- Ở anôt:
- Ở catôt:
- Trong dung dịch:
4. Hiện tượng dương cực tan
a) Thí nghiệm:
4. Hiện tượng dương cực tan
Dd đồng sunfat
( CuSO4)
- Hiện tượng:
+ cực dương bị mòn đi
+ cực âm có đồng bám vào
4. Hiện tượng dương cực tan
b) Giải thích:
- Trong dung dịch đồng sunfat
- Khi có hiệu điện thế giữa hai điện cực
Cu2+
Catôt :
Bám vào catôt
Ở anôt:
Cu2+ + 2e
Cu
SO4 2-
anôt :
vào dung dịch
Cực dương bị tan
4. Hiện tượng dương cực tan
Vậy, hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anôt làm bằng chính kim loại ấy.
c) Định luật Ôm đối với chất điện phân
Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
5. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
a) Định luật I Fa - ra - đây
Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó.
m = kq
k : đương lượng điện hoá. Phụ thuộc vào bản chất của chất được phóng ra ở điện cực, đơn vị : kg / C
Ví dụ:
Đối với bạc, k = 1,118.10-6 kg / C
5. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
b) Định luật II Fa – ra – đây
c : hệ số tỉ lệ.
A : khối lượng mol của nguyên tố
n : hoá trị của nguyên tố
Với F = 96 500 C / mol, gọi là số Fa – ra – đây
5. Định luật Fa - ra – đây về điện phân
c) Công thức Fa - ra – đây về điện phân
Kết hợp cả 2 định luật Fa - ra – đây, ta có:
hay
I: cường độ dòng điện đi qua bình điện phân ( A )
t: thời gian dòng chạy qua bình điện phân ( s )
6. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
a) Điều chế hoá chất
Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.
6. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
b) Luyện kim
Người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại
lò luyện kim thép, chuyên dùng trong công nghiệp luyện kim
Công nghiệp luyện kim ở Việt Nam


6. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
c) Mạ điện
Mạ điện là dùng phương pháp để phủ một lớp kim loại ( như crôm, niken, vàng, bạc…) lên những đồ vật bằng kim loại khác.
sản xuất thiết bị mạ điện các lỗ bảng mạch điện tử hoàn toàn tự động
Dây chuyền mạ điện