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

Kiểm tra bài cũ
Điền cụm từ thích hợp vào chỗ chấm:
1. Bản chất của dòng điện trong kim loại được nêu rõ trong một lí thuyết gọi là .......
2. Các electron hoá trị sau khi tách khỏi nguyên tử, trở thành ........
3. Khí electron chuyển động trôi ngược chiều điện trường ngoài, tạo thành ............
4. Tốc độ trôi v của electron tỉ lệ với cường độ điện trường E, tức là v = àe . E, trong đó hệ số tỉ lệ àe giảm khi nhiệt độ tăng và được gọi là ............
5. Những chất dẫn điện tốt và có điện trở suất khá nhỏ (khoảng 10-7 ữ 10-8 ?m) thường là các .....
thuyết electron
các electron tự do
độ linh động của electron
kim loại
khí electron (điện tử) tự do
I. Thí nghiệm:
- Nhận xét:
+ Nước cất không cho dòng điện chạy qua.
+ Dung dịch axit, bazơ hoặc muối cho dòng điện chạy qua.
II. Thuyết điện li:
Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) 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.
+
Quan sát thí nghiệm
DD NaCl
DD Nước cất
+
. Axit ? H+ + (gốc axit) -
HCl ? H+ + Cl-
. Bazơ ? (kim loại) + + (OH)-
NaOH ? Na+ + OH-
. Muối ? (kim loại) + + (gốc axit) -
NaCl ? Na+ + Cl-
. Muối amoni ? (NH4)+ + (gốc axit) -
(NH4)OH ? (NH4)+ + OH-
Chất điện phân là những chất ở trạng thái dung dịch hay nóng chảy bị dòng điện phân tích.
DD NaCl
Cl
Na
+
+
Na+
Na+
Na+
Na+
Khi không có điện trường ngoài các ion chuyển động như thế nào ?

Khi có điện trường ngoài các ion dương và ion âm chuyển động như thế nào ?

III. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
Ion (+) chạy về catôt (ngược chiều điện trường) gọi là cation.
Ion (-) chạy về anôt (cùng chiều điện trường) gọi là anion.
- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
DD NaCl
+
Na+
Na+
Na+
+
IV. Phản ứng phụ trong chất điện phân
Các nguyên tử hay phân tử trung hoà tạo ra ở các điện cực có thể bám vào cực hoặc bay lên khỏi dd điện phân hoặc tác dụng với điện cực và dung môi gây nên các phản ứng hoá học khác gọi là các phản ứng phụ (hay phản ứng thứ cấp).
V. Hiện tượng dương cực tan
a) Thí nghiệm
b) Kết quả thí nghiệm
Cực dương làm bằng đồng bị hao dần đi, còn ở catôt lại có đồng bám vào.
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.
VI. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
1. Định luật I Fa-ra-đây
- Phát biểu: Khối lượng m của chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với diện lượng q chạy qua bình đó.
- Biểu thức: m = kq
Trong đó: k gọi là đương lượng hoá của chất được giải phóng ở điện cực (Đơn vị k: kg/C)
VI. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
2. Định luật II Fa-ra-đây
- Biểu thức:
VI. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
3. Công thức Fa-ra-đây về điện phân
Trong đó:
. I là cường độ dòng điện không đổi đi qua bình điện phân (A)
. t là thời gian dòng điện chạy qua bình (s)
. m là khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực (g)
Bài tập áp dụng
Điện lượng q = 16C chạy qua dung dịch H2SO4 hoà tan trong nước. Tính lượng Oxi được giải phóng ở cực dương.
Giải:
VII. Ứng dụng của hiện tượng điện phân :
Tổng kết: