Bài giảng Vật lí Lớp 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân - Phạm Thị Mai

Nhiệt liệt chào mừng 
CÁC THÀY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM HỌC SINH 
 VỀ THAM DỰ HỘI GIẢNG TRƯỜNG 
THPT Hồng Quang 
 NHÂN DỊP 20/11/2010 
 GV: Phạm Thị Mai– DẠY LỚP 11A9 
Câu 1: 
 Dòng điện là : 
A ) Dòng chuyển dời của các hạt mang điện . 
B ) Dòng chuyển động hỗn loạn của các hạt mang điện . 
C ) Dòng chuyển dời có hướng của các nguyên tử . 
D ) Dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện . 
Kiểm tra bài cũ : 
Câu 2 : 
 Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn là : 
A ) Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế . 
B ) Giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế . 
C ) Phải có một vật dẫn . 
D ) Phải có một nguồn điện . 
Câu 3 : 
 Hạt tải điện trong kim loại là : 
A ) Các electron của nguyên tử . 
B ) Các electron hoá trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể . 
C ) Các electron hoá trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể . 
D ) Các electron ở lớp trong cùng của nguyên tử . 
Câu 3 : 
 Hạt tải điện trong kim loại là : 
A ) Các electron của nguyên tử . 
B ) Các electron hoá trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể . 
C ) Các electron hoá trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể . 
D ) Các electron ở lớp trong cùng của nguyên tử . 
Câu 4 : 
 Bản chất dòng điện trong kim loại là : 
A ) là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương dưới tác dụng của điện trường . 
B ) là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường . 
C ) các electron hoá trị bay tự do ra khỏi tinh thể . 
D) các electron chuyển động tự do trong mạng tinh thể . 
Bài 14 
Dòng điện trong chất điện phân 
I. Thuyết điện li 
 1.Thí nghiệm . 
 Bình đựng nước cất : dòng điện rất nhỏ 
Bình đựng dung dịch muối,axit,bazơ : dòng điện tăng mạnh 
Nhận xét : dung dịch muối,axit , bazơ dẫn điện , mật dộ 
hạt tải điện trong các dung dịch đó tăng lên . 
 2. 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 . 
Ví dụ : 
Giải thích : Các ion dương và âm vốn đã tồn tại sẵn trong các phân tử axit,bazơ,muối . Chúng liên kết chặt với nhau bằng lực hút Cu Lông . Khi tan vào nước hoặc các dung môi khác , lực hút Cu- lông yếu đi , liên kết trở nên lỏng lẻo . Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách ra thành các ion tự do 
Chuyển động nhiệt mạnh trong các muối , bazơ nóng chảy cũng làm các phân tử chất này phân li thành các ion tự do. 
Người ta gọi chung những dung dịch và chất nóng chảy trên là chất điện phân 
II.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 dương chạy về phía catôt nên gọi là cation . Ion âm chạy về phía anốt nên gọi là anion 
Nhận xét : Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại 
Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chât ( theo nghĩa hẹp ) đi theo . 
II.Bản chất dòng điện trong chất điện phân . 
Thí nghiệm : 
- Dung dịch CUSO 4 : CUSO 4 Cu 2+ +(SO 4 )2- 
- Chưa có điện trường : Các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn , chưa tạo thành dòng điện . 
Đặt vào hai điện cực một hiệu điện thế,dưới tác dụng của lực điện trường : 
Cu 2+ chuyển động về cực âm(K ) 
(SO 4 ) 2- chuyển động về cực dương(A ) tạo thành dòng điện trong lòng chất điện phân . 
Đối với một số chất điện li mạnh như các axit mạnh H 2 SO 4 , bazơ mạnh NaOH , và hầu hết các muối khi tan trong nước các phân tử hoà tan đều phân li thành các ion. 
Đối với các chất điện li yếu khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.Trong dung dịch xảy ra quá trình cân bằng động giữa số phân tử phân li thêm và số phân tử tái hợp . Tốc độ phân li phụ thuộc vào nồng độ dung dịch và nhiệt độ dung dịch.Tốc độ phân li tăng khi dung dịch bị pha loãng và nhiệt độ dung dịch tăng . 
III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực . Hiện tượng dương cực tan. 
Hiện tượng dương cực tan. 
Điện phân dung dịch muối mà điện cực làm bằng kim loại đó . 
VD : Điện phân dung dịch muối CUSO 4 mà các điện cực làm bằng Cu 
Phương trình điện phân : 
Catốt : 
Anôt : 
Hiện tượng dương cực tan 
Nếu phản ứng diễn ra theo chiều này thu năng lượng thì phản ứng diễn ra theo chiều nguợc lại toả năng lượng nên tổng cộng điện năng không bị tiêu hao trong quá trình phân tích các chất mà chỉ bị tiêu hao vì toả nhiệt . Bình điện phân giống như một điện trở . Khi đó dòng điện chạy qua bình điện phân tuân theo định luật Ôm . 
Nhận xét : Các hiện tượng diễn ra ở anôt và ca tốt trong bình điện phân là cùng một phản ứng cân bằng nhưng xảy ra theo hai chiều ngược nhau : 
Ở Catốt : 
Ở anốt : 
2. Bình điện phân với các điện cực trơ 
VD : Điện phân dung dịch axit H 2 SO 4 và các điện cực làm bằng graphit hoặc inôc . 
Phương trình điện phân : 
Nhận xét : Chỉ có nước bị phân tích thành hiđrô bay ra ở catôt và ôxi bay ra ở anốt . 
Năng lượng dùng vào việc phân tách lấy từ năng lượng dòng điện nên tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình điện phân : 
Khi đó bình điện phân coi như một máy thu với suất phản điện : 
và điện trở trong r p 
Kiến thức trọng tâm của bài học 
Trong dung dịch , các axit,bazơ và muối bị phân li thành ion(thuyết điện li ): anion mang điện âm là gốc axit hoặc nhóm (OH), còn cation mang điện dương là ion kim loại , ion H + hoặc một số nhóm nguyên tử khác . 
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường . 
Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch . 
Củng cố bài học 
Câu 1 : Hiện tượng phân li các phân tử hoà tan trong dung dịch điện phân 
A ) là kết quả chuyển động của dòng điện chạy qua chất điện phân . 
B ) là nguyên nhân chuyển động của dòng điện chạy qua chất điện phân . 
C ) là dòng điện trong chất điện phân . 
D ) tạo ra các hạt tải điện trong chất điện phân 
Câu hỏi trắc nghiệm : 
Câu 2 : Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của ? 
A ) các chất tan trong dung dịch . 
B ) các ion dương và ion âm dưới tác dụng của điện trường trong dung dịch . 
C ) các ion dương trong dung dịch . 
D ) các ion dương và ion âm theo chiều điện trường trong dung dịch 
Câu hỏi trắc nghiệm : 
Câu 3: Kết quả cuối cùng của quá trình điện phân dung dịch CUSO 4 với điện cực bằng đồng là : 
A ) đồng chạy từ anốt sang ca tốt . 
B ) anốt bị ăn mòn . 
C ) đồng bám vào ca tốt 
D ) không có thay đổi gì ở bình điện phân . 
Câu hỏi trắc nghiệm :