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

Welcome to Physics lesson 
Kiểm tra bài cũ 
Đ iền cụm từ thích hợp vào chỗ chấm : 
1. Bản chất của dòng đ iện trong kim loại đư ợc 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 đ ộng trôi ngược chiều đ iện trường ngoài , tạo thành . 
4 . Tốc độ trôi v của electron tỉ lệ với cường độ đ iện trường E, tức là v = à e . E, trong đ ó hệ số tỉ lệ à e giảm khi nhiệt độ tăng và đư ợc gọi là . 
5 . Những chất dẫn đ iện tốt và có đ iện trở suất kh á nhỏ ( khoảng 10 -7 ữ 10 -8 Ωm ) thường là các  
thuyết electron 
các electron tự do 
độ linh đ ộng của electron 
kim loại 
khí electron (đ iện tử ) tự do 
Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-đây 
I. Thí nghiệm : 
- Nhận xét : 
+ Nước cất không cho dòng đ iện chạy qua. 
+ Dung dịch axit , baz ơ hoặc muối cho dòng đ iện chạy qua. 
II. Thuyết đ iện li : 
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 . 
I ≈ 0 
- 
+ 
Nước cất 
- 
+ 
Dd muối 
Khi trong cốc là nước tinh khiết , dòng đ iện rất nhỏ . Cho thêm muối vào nước , dòng đ iện tăng mạnh. 
I ≠ 0 
+ 
+ 
Quan saựt thớ nghieọm 
DD NaCl 
DD Nửụực caỏt 
+ 
. Axit → H + + ( gốc axit ) - 
	 HCl → H + + Cl - 
. Baz ơ → ( kim loại) + + (OH) - 
	 NaOH → Na + + OH - 
. Muối → ( kim loại) + + ( gốc axit ) – 
	 NaCl → Na + + Cl - 
. Muối amoni → (NH 4 ) + + ( gốc axit ) – 
	 (NH 4 )OH → (NH 4 ) + + 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 + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Cl - 
Na + 
E 
Khi không có đ iện trường ngoài các ion chuyển đ ộng nh ư thế nào ? 
Khi có đ iện trường ngoài các ion dương và ion âm chuyển đ ộng nh ư thế nào ? 
III. Bản chất dòng đ iện trong chất đ iện phân 
- Dòng đ iện trong lòng chất đ iện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển đ ộng 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 đ iện phân không dẫn đ iện tốt bằng kim loại. 
+ 
DD NaCl 
+ 
Na + 
Na + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Cl - 
+ 
E 
IV. Phản ứng phụ trong chất đ iện phân 
Caực nguyeõn tửỷ hay phaõn tửỷ trung hoaứ taùo ra ụỷ caực ủieọn cửùc coự theồ baựm vaứo cửùc hoaởc bay leõn khoỷi dd ủieọn phaõn hoaởc taực duùng vụựi ủieọn cửùc vaứ dung moõi gaõy neõn caực phaỷn ửựng hoaự hoùc khaực goùi laứ caực phaỷn ửựng phuù (hay phaỷn ửựng thửự caỏp ). 
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. 
Bình điện phân dung dịch CuSO 4 với điện cực bằng đồng. Khi có dòng điện chạy qua, nguyên tử đồng ở anốt biến thành ion Cu 2+ và tan vào dung dịch. ion Cu 2+ ở gần catốt biến thành nguyên tử đồng và bám vào cực này. 
c) Đ ịnh luật Ôm đ ối với chất đ iện phân 
Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng đ iện trong chất đ iện phân tuân theo đ ịnh luật Ôm, giống nh ư đ ối với đoạn mạch chỉ có đ iện trở thuần . 
I 
U 
0 
U= kI 
VI. Đ ịnh luật Fa-ra-đây về đ iện phân 
1. Đ ịnh luật I Fa-ra-đây 
- Phát biểu : Khối lượng m của chất đư ợc giải phóng ở đ iện cực của bình đ iện phân tỉ lệ với diện lượng q chạy qua bình đ ó . 
- Biểu thức : 	 m = kq 
Trong đ ó : k gọi là đươ ng lượng hoá của chất đư ợc giải phóng ở đ iện cực (Đơn vị k : kg/C) 
VI. Đ ịnh luật Fa-ra-đây về đ iện phân 
2. Đ ịnh luật II Fa-ra-đây 
- Phát biểu : Đươ ng lượng đ iện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đươ ng lượng gam của nguyên tố đ ó . 
A 
n 
- Biểu thức : 
k = 
A 
n 
1 
F 
. 
Trong đ ó : 	 là hệ số tỉ lệ 
	 F = 96494 C/mol là số Fa-ra-đây 	 
1 
F 
VI. Đ ịnh luật Fa-ra-đây về đ iện phân 
3. Công thức Fa-ra-đây về đ iện phân 
m = 
1 
F 
A 
n 
.q 
. 
m = 
1 
F 
A 
n 
.It 
. 
hay 
Trong đ ó : 
 . I là cường độ dòng đ iện không đ ổi đi qua bình đ iện 	 phân (A) 
 . t là thời gian dòng đ iện chạy qua bình (s) 
 . m là khối lượng của chất đư ợc giải phóng ở đ iện cực (g) 
Bài tập áp dụng 
Đ iện lượng q = 16C chạy qua dung dịch H 2 SO 4 hoà tan trong nước . Tính lượng Oxi đư ợc giải phóng ở cực dương . 
Giải : 
Khối lượng Ôxi giải phóng ở cực dương :	 
m = 
1 
F 
A 
n 
.q = 
1 
16 
96494 
2 
.16 = 1,33 . 10 -3 g 
. 
. 
VII. ệÙng duùng cuỷa hieọn tửụùng ủieọn phaõn : 
 Luyeọn kim : ửựng duùng hieọn tửụùng dửụng cửùc tan trong luyeọn kim ủeồ tinh cheỏ kim loaùi 
 ẹuực ủieọn : ửựng duùng hieọn tửụùng ủieọn phaõn ủeồ taùo ra caực ủoà vaọt baống kim loaùi theo khuoõn maóu . 
 Maù ủieọn : ửựng duùng hieọn tửụùng ủieọn phaõn ủeồ phuỷ moọt lụựp kim loaùi leõn ủoà vaọt . 
Tổng kết : 
+ Trong dung dịch , các axit , baz ơ, muối bị phân li thành ion. 
+ Dòng đ iện trong chất đ iện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong đ iện trường . 
+ Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của đ iện cực vào trong dung dịch . 
+ Khối lượng của chất đư ợc giải phóng ra đ iện cực khi đ iện phân cho bởi công thức : 
m = 
1 
F 
A 
n 
.q 
. 
m = 
1 
F 
A 
n 
.It 
. 
hay 
Thank you!