Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân - Nguyễn Minh Vương

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO 
SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TP.HẢI DƯƠNG 
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI 
LỚP 11 CHUYÊN TIN 
Người thực hiện : NGUYỄN MINH VƯƠNG 
NHÓM I 
Câu 1. Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của 
 a. các hạt mang điện . 
 b. các electron tự do. 
 c. ion âm và ion dương . 
 d. ion dương và electron. 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Chất lỏng 
Đèn 
Kim loại 
Chất lỏng 
Đèn 
Dẫn điện 
Kim loại 
BÀI 14: 
DÒNG ĐIỆN TRONG 
CHẤT ĐIỆN PHÂN 
Quy ước : Khi quan sát thấy hình thì ghi bài vào vở . Thanks! 
 
+ 
Vôùi caùc dung dòch khaùc nhö dd HCl , dd NaOH thì sao ? 
Quan sát thí nghiệm 
DD CuSO 4 
NƯỚC TINH KHIẾT 
 CuSO 4 
- 
- 
I. ThuyÕt ® iÖn li : 
1) T hí nghiệm : 
Thí nghiệm 1: nước tinh khiết 
 N­íc tinh khiết chøa rÊt Ýt h¹t t¶i ® iÖn . ( nước là dung môi ) 
 Thí nghiệm 2: dung dịch CuSO 4 
  MËt ®é h¹t t¶i ® iÖn trong dung dÞch CuSO 4 tăng lên . 
Qua 2 thí nghiệm , bạn rút ra kết luận gì ? 
+ 
BÀI 14: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN 
2. ThuyÕt ® iÖn li : 
 Nội dung : Trong dung dÞch , c¸c hîp chÊt ho¸ häc nh ­ Axit , Baz ¬ vµ Muèi bÞ ph©n li ( mét phÇn hoÆc toµn bé ) thµnh c¸c nguyªn tö ( hoÆc nhãm nguyªn tö ) tÝch ® iÖn gäi lµ ion; ion cã thÓ chuyÓn ® éng tù do trong dung dÞch vµ trë thµnh h¹t t¶i ® iÖn . 
VÝ dụ 
 NaCl 
Na + + Cl - 
NaOH 
Na + + OH - 
HCl 
H + + Cl - 
( Muèi ) 
( Baz ¬) 
( Axit ) 
( KL ) + 
( gèc Axit ) 
( KL ) + 
(OH ) 
( gèc Axit ) 
( H ) + 
Tại sao trong dung dịch 
muối , axit hoặc bazơ mật độ 
hạt tải điện lại tăng ? 
Các ion tự do được hình 
thành như thế nào ? 
Lấy ví dụ về sự phân li của dung dịch muối , axít , bazơ 
Na + 
Cl - 
N aCl 
Cl - 
Na + 
Na + 
Cl - 
Na + 
Na + 
Cl - 
Cl - 
Na + 
Cl - 
H + 
Cl - 
H Cl 
Cl - 
H + 
Cl - 
H + 
H + 
Cl - 
Các ion dương và âm tồn tại sẵn trong các phân tử axit , bazơ , muối . Chúng liên kết với nhau bằng lực hút Cu- lông . Khi tan vào trong nước hoặc dung môi khác , liên kết giữa các ion trở nên lỏng lẻo . Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành các ion tự do. 
 Các dung dịch Axít , muối , bazơ nóng chảy gọi là chất điện phân . 
Tại sao các dung dịch khi tan vào nước hoặc dung môi khác lại xuất hiện các ion 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
O 
H 
H 
H 
H + 
Cl - 
H + 
Cl - 
H + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Na + 
Cl - 
Minh họa kết quả thí nghiệm 
II. B¶n chÊt dßng ® iÖn trong chÊt ® iÖn ph©n 
ThÝ nghiÖm : 
Nguồn điện 
Đèn 
K 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
Cu 2+ 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
SO 4 2- 
Nguån § iÖn 
Đèn 
K 
+ 
- 
Anèt 
Catèt 
E 
Cu 2+ 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
Cu 2+ 
F ® 
Cu 2+ 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
Cu 2+ 
F ® 
Cu 2+ 
F ® 
Cu 2+ 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
Cu 2+ 
F ® 
SO 4 2- 
F ® 
dd CuSO 4 
A 
K 
Quan sát kỹ các minh họa thí nghiệm sau và trả lời các câu hỏi : 
2) Kết luận : 
Tại sao khi chưa đóng khóa K đèn không sáng 
Tại sao khi đóng khóa K đèn lại sáng 
Bản chất dòng điện trong chất điện phân là gì ? 
 - Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau . 
Trong kim loại và trong chất điện phân chất nào dẫn điện tốt hơn ? Vì sao ? 
 chú ý: 
 Kim loại dẫn điện tốt hơn chất điện phân . 
 Hiện tượng điện phân thường kèm theo các phản ứng phụ . 
E 
dd muối CuSO 4 
Cu 
Hiện tượng này gọi là hiện tượng dương cực tan 
III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực . Hiện tượng dương cực tan : 
Cu 2+ +2e - Cu: bám vào K 
A 
K 
Cu Cu 2+ +2e - 
Cu 2+ bị SO 4 2- kéo vào dd ; cực A bị tan ra 
Tại catốt K diễn ra hiện tượng gì ? 
Ở anốt A có hiện tượng gì diễn ra ? 
Tại sao cực dương anốt lại bị tan dần ? 
E 
Cu 
Dd AgNO 3 
Cực A không tan 
Ag bám vào K 
A 
K 
Bây giờ ta xét dd dịch điện phân AgNO3 với Anôt làm bằng Cu 
Các bạn quan sát các hiện tượng diễn ra ở hai điện cực ! 
Tại catốt K diễn ra hiện tượng gì ? 
Tại anốt A diễn ra hiện tượng gì ? 
Điều kiện để có hiện tượng dương cực tan là gì ? 
 Khi có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân không tiêu thụ điện năng vào việc phân tách các chất mà thay đó tiêu hao vì tỏa nhiệt . 
 Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi anion chạy về anôt , nó kéo cation vào dung dịch điện phân . 
Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan điện năng có bị tiêu hao trong quá trình phân tách các chất không ? Vì sao ? 
+ 
DD H 2 SO 4 
+ 
H + 
H + 
SO 4 2- 
H + 
SO 4 2- 
 SO 4 2 - 
4H + +4e - 2H 2 
E 
4(OH) - 2H 2 O + O 2 + 4e - 
A 
K 
Xét bình điện phân dung dịch H 2 SO 4 , hai điện cực làm bằng graphit ( cacbon ) hoặc inôc ( các điện cực này không tạo thành ion có thể tan vào dd điện phân ). 
Tại catốt K diễn ra hiện tượng gì ? 
Tại anốt A diễn ra hiện tượng gì ? 
Trong trường hợp này năng lượng có bị tiêu hao không ? Vì sao ? 
 Bình điện phân dương cực không tan có tiêu thụ điện năng vào việc phân tách các chất , do đó nó có suất phản điện  P và đóng vai trò là một máy thu điện . Năng lượng tiêu thụ W =  P It . 
Trong trường hợp bình điện phân dương cực tan thì suất phản điện bằng bao nhiêu ? 
 Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan thì  P = 0. 
 Định luật Fa-ra-đây thứ I 
m = kq 
k = 
1 
A 
F 
n 
. 
m = 
1 
A 
F 
n 
. 
. 
It 
k : đương lượng điện hóa (Kg/C) 
A 
n 
: đương lượng gam 
 Định luật Fa-ra-đây thứ II 
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó . 
Đương lượng điện hóa K của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó . 
ĐỊNH LUẬT FARAĐÂY 
m = 
1 
A 
F 
n 
. 
. 
It 
Khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực (g) 
Khối lượng mol chất giải phóng (g/mol) 
Cường độ dòng điện qua bình điện phân (A) 
Thời gian điện phân (s) 
Hóa trị của chất giải phóng 
Hằng số Fa-ra-đây , F = 96 494 (C/mol) 
Công thức Farađây về điện phân 
Ứng dụng của hiện tượng điện phân 
 M ạ điện : ứng dụng hiện tượng dương cực tan để phủ một lớp kim loại lên bề mặt vật . 
Điều chế hoá chất 
Nhà máy sản xuất Xút 
 Luyện nhôm : ứng dụng hiện tượng dương cực tan trong luyện kim để tinh chế kim loại . 
 Đúc điện : ứng dụng hiện tượng điện phân để tạo ra các vật bằng kim loại theo khuôn mẫu . 
Cñng cè bµi häc 
4 
2 
8 
1 
6 
5 
3 
7 
? 
Trong c¸c chÊt sau , chÊt nµo kh«ng ph¶i lµ chÊt ® iÖn ph©n ? 
 A. N­íc nguyªn chÊt B. NaCl C. HNO 3 D. Ca( OH ) 2 
¤ ng lµ ai ? 
Mai c¬n faraday 
Trong c¸c dung dÞch ® iÖn ph©n , c¸c Ion mang ® iÖn tÝch ©m lµ ? 
A. Gèc Axit vµ ion kim lo¹i 
B. Ion kim lo¹i vµ anion OH - 
C. Gèc Axit vµ anion OH - 
D. ChØ cã anion OH - 
B. Dßng ion ©m dÞch chuyÓn ng­îc chiÒu ® iÖn tr­êng  
B¶n chÊt dßng ® iÖn trong chÊt ® iÖn ph©n lµ : 
A. Dßng ion d­¬ng dÞch chuyÓn theo chiÒu ® iÖn tr­êng  
D. Dßng ion d­¬ng vµ ion ©m chuyÓn ® éng cã h­íng theo hai chiÒu ng­îc nhau 
C. Dßng electron dÞch chuyÓn ng­îc chiÒu ® iÖn tr­êng  
ChÊt ® iÖn ph©n dÉn ® iÖn kh«ng tèt b»ng kim lo¹i v×: 
A. MËt ®é ion trong chÊt ® iÖn ph©n nhá h¬n mËt ®é e tù do trong kim lo¹i 
B. Khèi l­îng vµ kÝch th­íc ion lín h¬n cña electron 
C. M«i tr­êng dung dÞch rÊt mÊt trËt tù 
D. C¶ 3 lý do trªn 
Trong hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan kÕt luËn nµo sau ®©y lµ ® óng . 
B. Cùc d­¬ng cña b×nh ® iÖn ph©n bÞ mµi mßn c¬ häc 
C. Khi x¶y ra hiÖn t­îng d­¬ng cùc tan, dßng ® iÖn cã t¸c dông vËn chuyÓn kim lo¹i tõ Anèt sang Catèt . 
D. Cùc d­¬ng cña b×nh ® iÖn ph©n bÞ bay h¬i 
A. Cùc d­¬ng cña b×nh ® iÖn ph©n bÞ t¨ng nhiÖt ®é tíi møc nãng ch¶y 
 ¤ ng lµ mét nh µ b¸c häc ng­êi Anh . Sinh n¨m 1791 mÊt n¨m 1867. 
 lµ ng­êi thùc hiÖn ®­ îc ­ íc m¬ “ biÕn ® iÖn thµnh tõ ”. 
 lµ ng­êi rÊt giái thùc nghiÖm víi tæng sè thÝ nghiÖm ®· tiÕn hµnh lµ 16041. 
 lµ ng­êi ®­ îc nãi ® Õn trong c©u nãi “ chõng nµo loµi ng­êi cßn cÇn sö dông ® iÖn th × chõng ® ã mäi ng­êi cßn ghi nhí c«ng lao cña « ng ” . 
 lµ ng­êi ®· ®­a ra c¸ch biÓu diÔn ® iÖn tr­êng vµ tõ tr­êng b»ng c¸c ®­ êng søc . 
CỦNG CỐ 
Câu 1: Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có 
hướng của ? 
Ion dương và electron. 
Ion âm và electron. 
C. Ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường theo 
hai chiều ngược nhau . 
D. ion dương và ion âm theo chiều điện trường trong dung dịch . 
Câu 2. Trường hợp nào sau đây xảy ra hiện tượng dương cực tan? 
 a. Anốt bằng Ag - dd điện phân là CuSO4 . 
 b. Anốt bằng Pt - dd điện phân là AgNO3 . 
 c. Anốt bằng Cu - dd điện phân là AgNO3 . 
 d. Anốt bằng Ag - dd điện phân là AgNO3 . 
CỦNG CỐ 
Đến đây đã kết thúc 
Nguyễn Minh Vương ( minhvuong9cdt@yahoo.com ) 
Đào Xuân Thái ( xuanthai4894 @yahoo.com ) 
Đào Quang Huy ( daoquanghuy94 @yahoo.com ) 
Phạm Thị Kim Anh ( kimanh_pro_9x_173 @yahoo.com ) 
Trần Văn Tuấn () 
Phạm Ngọc Anh ( secon_nthd @yahoo.com ) 
Phạm Văn Tuấn () 
Nguyễn Xuân Sơn Trường ( truonghd1994 @yahoo.com ) 
Đào Khải Hoàn () 
Xin chân thành cảm ơn các bạn đã chú ý theo dõi 
BÀI THUYẾT TRÌNH DO: 
VỀ HỌC BÀI 
NHANH LÊN ! 
Dạ ! Hu..hu ..