Bài giảng Vật lí Khối 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân (Bản mới)

Chào mừng quý thầy cô đ ến dự giờ thăm lớp 
 Kiểm tra kiến thức : 
Đ iều kiện để có dòng đ iện dòng đ iện trong môi trường là gì? 
Đ iều kiện để có dòng đ iện trong một môi trường là: 
 * Đ iều kiện cần : hạt mang đ iện tự do. 
 * Đ iều kiện đủ: Đ ặt trong đ iện trường ngoài . 
 Bản chất dòng đ iện trong kim loại là gì? 
Bản chất dòng đ iện trong kim loại: 
 Là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của đ iện trường ngoài . 
Dòng điện trong chất điện phân 
 Tiết 26 
+ 
 O 
 G 
Nước cất 
 H 2 O 
Hiện tượng sảy ra nh ư thế nào khi đ óng kho á K? 
Quan sát kim đ iện kế ! 
Từ thí nghiệm , có nhận xét gì về sự dẫn đ iện của nước cất ? 
K 
Nếu hoà thêm vào nước cất axít , baz ơ hoặc muối th ì hiện tượng sảy ra nh ư thế nào ? 
+ 
 O 
 G 
Hiện tượng sảy ra nh ư thế nào khi đ óng kho á K? 
Quan sát kim đ iện kế ! 
Có nhận xét gì về sự dẫn đ iện của các dung dịch axít , baz ơ và muối ? Chứng tỏ đ iều gì? 
K 
Tại sao dòng đ iện lại chạy qua đư ợc dung dịch axít , baz ơ và muối ? 
I . Thuyết đ iện ly 
Trong dung dịch các hợp chất hoá học nh ư axit , baz ơ và muối bị phân li ( một phần hoặc toàn bộ ) thành các nguyên tử ( hoặc nhóm nguyên tử ) tích đ iện gọi là ion; ion có thể chuyển đ ộng tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải đ iện . 
 * Axít phân ly thành ion âm ( gốc axít ) - và ion dương H + 
Ví dụ : 
H 2 SO 4 
H + + SO 4 2- 
 * Baz ơ phân ly thành ion âm (OH) - và ion dương ( kim loại) + 
 * Muối phân ly thành ion âm ( gốc axít ) - và ion dương ( kim loại) + 
Ví dụ : 
NaOH 
Na + + (OH) - 
Ví dụ : 
CuSO 4 
Cu 2+ + (SO 4 ) 2- 
* Một số baz ơ nh ư nước amôniac (NH 4 )OH hoặc muối nh ư phân đạn amôni clorua (NH 4 )Cl không chứa ion kim loại. Trong dung dịch , cũng bị phân li thành các ion (OH) - , Cl - và (NH 4 ) + . 
I . Thuyết đ iện ly 
Vì sao axít , baz ơ và muối khi tan vào nước lại bị phân li thành các ion dương và ion âm? 
Các ion dương và âm vốn đã có sẵn trong các phân tử axít , baz ơ và muối . Chúng liên kết chặt chẽ với nhau bằng lực hút Cu- lông . Khi tan vào nước hoặc một dung môi khác , lực hút Cu- lông yếu đi , liên kết trở lên lỏng lẻo . Một số phân tử chuyển đ ộng nhiệt tách thành các ion tự do. 
I . Thuyết đ iện ly 
Phải chăng chỉ có dung dịch baz ơ và muối mới có thể phân li thành các ion? 
Chuyển đ ộng nhiệt mạnh trong muối hoặc baz ơ nóng chảy cũng làm các phân tử này phân li thành các ion tự do nh ư các dung dich . 
Dung dịch và các chất nóng chảy nh ư trên gọi là chất đ iện phân . Vậy chất đ iện phân là gì? 
Các dung dịch muối , axít và baz ơ hoặc muối , baz ơ nóng chảy đư ợc gọi là chất đ iện phân . 
Quan sát thí nghiệm với d ung dịch CuSO 4 
+ 
 O 
 G 
 Dung dịch 
 CuSO 4 
K 
A 
K 
Vậy bản chất sự dẫn đ iện đ ó là gì? 
II. Bản chất dòng đ iện trong chất đ iện phân 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
 Khi không có đ iện trường 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
A 
 + 
K 
- 
Khi có đ iện trường 
Dòng đ iện trong chất đ iện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển đ ộng có hướng theo hai chiều ngược nhau . Ion dương chuyển đ ộng cùng chiều đ iện trường , còn ion âm chuyển đ ộng ngược chiều đ iện trường 
* Ion dương chạy về phía catôt (đ iện cực đ ấu với cực âm của nguồn đ iện ) nên gọi là cation . Ion âm chạy về phía anôt (đ iện cực đ ấu với cực âm của nguồn đ iện ) nên gọi là anion 
II. Bản chất dòng đ iện trong chất đ iện phân 
Vì sao nói chất đ iện phân dẫn đ iện không tốt bằng kim loại? 
	 Mật độ các ion trong chất đ iện phân thường nhỏ hơn mật độ electron tự do trong kim loại. Khối lượng và kích thước của ion lớn hơn khối lượng và kích thước của electron nên tốc độ chuyển dời có hướng của chúng nhỏ hơn . Môi trường dung dịch lại rất mất trật tự nên cản trở mạnh chuyển đ ộng của các ion. Vì thế , chất đ iện phân không dẫn đ iện tốt bằng kim loại. 
	 Dòng đ iện trong chất đ iện phân không chỉ tải đ iện lượng mà còn tải cả vật chất ( theo nghĩa hẹp ) đi theo . Tới đ iện cực chỉ có electron đi tiếp còn lượng vật chất đ ọng lại ở đ iện cực , gây ra hiện tượng đ iện phân . 
II. Bản chất dòng đ iện trong chất đ iện phân 
Trong qúa trình tải đ iện lượng đi theo và đi đ ến đ iện cực , th ì trên hai đ iện cực có sự biến đ ổi gì không ? 
 III. Các hiện tượng diễn ra ở đ iện cực . Hiện tượng cực dương tan 
 Xét dung dịch đ iện phân là đ ồng sun phát CuSO 4 , anốt bằng đ ồng Cu, catôt là một kim loại nào đ ó . 
 + - 
K 
Vì sao cực dương lại bị ăn mòn còn cực âm lại đư ợc bao quanh bởi nguyên tử đ ồng ? 
A 
 B 
Cu 
Pb 
Dung dịch 
CuSO 4 
* Tại catôt : 
, Đ ồng bám vào catôt 
* Tại anôt : 
 , SO 4 , tác dụng với một nguyên tử Đ ồng từ anôt tạo thành CuSO 4 tan vào dung dịch . 
 * Kết qu ả: Anốt bị mòn dần , ở catôt lại có đ ồng bám vào . Đ ó chính là hiện tượng cực dương tan. 
Khi có dòng đ iện chạy qua th ì: 
 III. Các hiện tượng diễn ra ở đ iện cực . Hiện tượng cực dương tan 
 III. Các hiện tượng diễn ra ở đ iện cực . Hiện tượng cực dương tan 
	 Nói tóm lại tại catốt , anốt trong bình đ iện phân cùng một phản ứng cân bằng nhưng sảy ra hai chiều ngược nhau : 
	Cu + + 2e - Cu 
Trong trường hợp này bình đ iện phân có tiêu thụ năng lượng hay không ? 
	 Nếu phản ứng diễn ra theo chiều thu năng lượng , th ì phản ứng diễn ra theo chiều ngược lại toả năng lượng , nên tổng cộng lại đ iện năng không bị tiêu hao trong qu á trình phân tích các chất mà chỉ tiêu hao dưới dạng nhiệt . Bình đ iện phân đư ợc coi là một đ iện trở . 
	 Xét trường hợp khi chất đ iện phân là axít H 2 SO 4 , hai đ iện cực đ ều bằng Graphit ( các bon). 
 III. Các hiện tượng diễn ra ở đ iện cực . Hiện tượng cực dương tan 
Trong trường hợp này cực dương có bị tan không ? 
+ - 
K 
A 
K 
C 
C 
O 2 
H 2 
Vì sao ở hai đ iện cực lại xuất hiện khí oxi và khí hiđr ô? 
H 2 SO 4 + H 2 O 
Năng lượng để tách phân tử nước thành ion dương H + và ion âm (OH) - tỷ lệ thế nào so với đ iện lượng qua bình đ iện phân ? 
 III. Các hiện tượng diễn ra ở đ iện cực . Hiện tượng cực dương tan 
Ta có thể viết : 
 Trong đ ó gọi là suất phản đ iện của bình đ iện phân ; đơn vị vôn (V) 
Năng lượng W dùng để phân tách nước thành ion dương H + và Ion âm (OH) - tỷ lệ thuận với đ iện lượng qua bình đ iện phân . 
Ghi nhớ 
	 * Trong dung dịch , axít , baz ơ và muối bị phân li thành ion ( thuyết đ iện li ): Anion (ion âm) mang đ iện âm là gốc axít hoặc nhóm (OH) - , còn cation (ion dương ) mang đ iện tích dương là ion kim loại, ion H + hoặc một số nhóm nguyên tử khác . 
	* Dòng đ iện trong chất đ iện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều đ iện trường và ion âm ngược chiều đ iện trường 
Ghi nhớ 
	 Hiện tượng cực dương tan sảy ra khi các anion(ion âm) đi tới anôt kéo theo các ion kim loại của đ iện cực vào trong dung dịch . Và sảy ra khi dung dịch là muối của kim loại đ ó 
Câu 1. Trong các chất sau , chất nào không phải là chất đ iện phân ? 
 A . Nước nguyên chất 
 B . NaCl 
 C . HNO 3 
D . Ca(OH) 2 
Câu 2 . Bản chất dòng điện trong chất điện phân là? 
	 A . Dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trường. 
	 B . Dòng ion âm dịch chuyển ngược chiều điện trường. 
	 C . Dòng electron dịch chuyển ngược chiều điện trường 
	 D . Dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. 
Câu 3 . Chất điện phân dẫn điện không tốt bằng kim loại vì: 
	 A . Mật độ electron tự do nhỏ hơn trong kim loại 
	 B . Khối lượng và kích thước ion lớn hơn của electron 
	 C . Môi trường dung dịch rất mất trật tự 
	 D . Cả ba lý do trên 
Câu 4 . Bản chất hiện tượng cực dương tan là: 
	 A . Cực dương của bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mực nóng chảy 
	 B . Cực dương của bình điện phân bị mài mòn cơ học 
	 C . Cực dương của bình điện phân bị tác dụng hoá học tạo thành chất điện phân và tan vào dung dịch 
	 D . Cực dương của bình điện phân bị bay hơi 
Câu 5 . Trong các trường hợp sau đây, hiện tượng cực dương tan không sảy ra khi: 
	 A . Điện phân dung dịch bạc clorua với cực dương là bạc 
	 B . Điện phân axít sunfuric với cực dương là graphit (than chì) 
	 C . Điện phân dung dịch niken sunfat với cực dương là niken 
	 D . Điện phân dung dịch đồng sunfat với cực dương là đồng 
Câu 6 . NaCl và KOH đề là chất điện phân. Khi tan trong dung dịch điện phân thì: 
	 A . Na + và K + là cation 
	 B . Na + và OH - là cation 
	 C . Na + và Cl - là cation 
	 D. OH - và Cl - là cation 
Xin chân thành cảm ơn