Vật lý - Dòng điện trong chất điện phân

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂNCâu hỏi: Hãy nêu bản chất dòng điện trong kim loại? Hạt tải điện trong kim loại là gì? Vì sao kim loại dẫn điện tốt ?Trả lời: - Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường - Hạt tải điện trong kim loại là các e tự do - Kim loại dẫn điện tốt là vì mật độ các hạt tải điện trong kim loại là rất lớnChất lỏngĐèn Kim loạiChất lỏngĐèn Dẫn điệnKim loạiDÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂNTIẾT: 27-28+Với các dung dịch khác như dd HCl, dd NaOH thì sao ?Quan sát thí nghiệmDD CuSO4 NƯỚC TINH KHIẾT CuSO4 --I. THUYẾT ĐIỆN LI: 1) THỚ NGHIỆM: Thớ nghiệm 1: nước tinh khiết  Nước tinh khiết (nước cất) chứa rất ít hạt tải điện, không dẫn điện . (nước là điện mụi) Thớ nghiệm 2: dung dịch CuSO4  MËt ®é h¹t t¶i ®iÖn trong dung dÞch CuSO4 t¨ng lªn, dÉn ®­îc ®iÖn.Qua 2 thí nghiệm, em rút ra kết luận gì?+ 2. Thuyết điện li:  Nội dung: Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như Axit, Bazơ và Muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử ) thành các điện tích gọi là ion. Các ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. Ví dụ  NaClNa+ + Cl- NaOHNa+ + OH- HClH+ + Cl- (Muối)(Bazơ)(Axit)( KL )+( gốc Axit )( KL )+(OH )( gốc Axit )( H )+Tại sao trong dung dịch muối, axit hoặc bazơ mật độ hạt tải điện lại tăng?Lấy ví dụ về sự phân li của dung dịch muối, axít, bazơNa+Cl-NACL Cl-Na+Na+Cl-Na+Na+Cl-Cl-Na+Cl-H+Cl-HCL 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 lÎo. Một số phân tử bị chuyển động nhiệt tách thành các ion tự do. Cỏc dung dịch Axớt, muối, bazơ và các chất trên núng chảy gọi là chất điện phõn.Tại sao các dung dịch khi tan vào nước hoặc dung môi khác lại xuất hiện các ion?OHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHOHHHH+Cl-H+Cl-H+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân Thí nghiệm :Nguồn Điện Đèn KCu2+SO42-Cu2+Cu2+Cu2+SO42-SO42-SO42-SO42-Nguồn Điện Đèn K+-AnốtCatốtECu2+FđSO42-FđCu2+FđCu2+FđSO42-FđSO42-FđCu2+FđCu2+FđCu2+FđSO42-FđSO42-FđSO42-FđCu2+FđSO42-Fđdd CuSO4A KQuan 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 sángTại sao khi đóng khóa K đèn lại sángBản chất dòng điện trong chất điện phân là gì? - Dũng điện trong lũng chất điện phõn là dũng ion dương và ion õm chuyển động cú hướng theo hai chiều ngược nhau.Trong kim loại và trong chất điện phân chất nào dẫn điện tốt hơn? Vì sao? chỳ ý: Kim loại dẫn điện tốt hơn chất điện phõn. Hiện tượng điện phõn thường kốm theo cỏc phản ứng phụ.Edd muối CuSO4CuHiện tượng này gọi là hiện tượng dương cực tanIII. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan :Cu2++2e- Cu: bám vào KAKCu Cu2++2e-Cu2+ bị SO42- kéo vào dd; cực A bị tan raTại 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?ECuDd AgNO3Cực A không tanAg bám vào KAKBây giờ ta xét dd dịch điện phân AgNO3 với Anôt làm bằng CuCác em 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 tích các chất mà chỉ bị tiêu hao vì tỏa nhiệt. Bình điện phân như một điện trở. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi kim loại dùng làm anôt cĩ trong gốc muối của dd điện phân (anôt tan dần vào trong dung dịch (cực dương tan), còn catôt có kim loại đó bám vào).Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan điện năng có bị tiêu hao trong quá trình phân tích các chất không? Vì sao?+DD H2SO4+H+H+SO42-H+SO42- SO42-4H+ +4e- 2H2E4(OH)- 2H2O + O2 + 4e-AKXét bình điện phân dung dịch H2SO4 , 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 khơng tan cĩ tiêu thụ điện năng vào việc phân tích các chất, do đĩ nĩ cĩ suất phản điện P và đĩng vai trị là một máy thu điện. Điện năng tiêu thụ W = PIt.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.CỦNG CỐ TIẾT HỌC42153?Trong các chất sau, chất nào không phải là chất điện phân ? A. Nước nguyên chất B. NaCl C. HNO3 D. Ca( OH )2 Ông là ai?MAI CƠN FARADAYTrong các dung dịch điện phân, các Ion mang điện tích âm là ?A. Gốc Axit và ion kim loạiB. Ion kim loại và anion OH-C. Gốc Axit và anion OH-D. Chỉ có anion OH-B. Dòng ion âm dịch chuyển ngược chiều điện trườngBản chất dòng điện trong chất điện phân là :A. Dòng ion dương dịch chuyển theo chiều điện trườngD. Dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhauC. Dòng electron dịch chuyển ngược chiều điện trườngChất điện phân dẫn điện không tốt bằng kim loại vì: A. Mật độ ion trong chất điện phân nhỏ hơn mật độ e tự do trong kim loạiB. Khối lượng và kích thước ion lớn hơn của electronC. Môi trường dung dịch rất mất trật tựD. Cả 3 lý do trênTrong hiện tượng dương cực tan kết luận nào sau đây là đúng.B. Cực dương của bình điện phân bị mài mòn cơ học C. Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan, dòng điện có tác dụng vận chuyển kim loại từ Anốt sang Catốt. D. Cực dương của bình điện phân bị bay hơiA. Cực dương của bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mức nóng chảy Ông là một nhà bác học người Anh. Sinh năm 1791 mất năm 1867. là người thực hiện được ước mơ “ biến điện thành từ ”. là người rất giỏi thực nghiệm với tổng số thí nghiệm đã tiến hành là 16041. là người được nói đến trong câu nói “ chừng nào loài người còn cần sử dụng điện thì chừng đó mọi người còn ghi nhớ công lao của ông” . là người đã đưa ra cách biểu diễn điện trường và từ trường bằng các đường sức.CỦNG CỐCâu 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 CỐLượng kim loại được giải phóng ở cực dương và đến bám vào cực âm được tính qua công thức nào ???IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phâna) Định luật I Fa - ra - đây - Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó.m = kqk : đương lượng điện hoá. Phụ thuộc vào bản chất của chất được phóng ra ở điện cực, đơn vị : kg / CVí dụ:Đối với bạc, k = 1,118.10-6 kg / CIV. Định luật Fa - ra – đây về điện phânb) Định luật II Fa – ra – đây - Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó k = cc : hệ số tỉ lệ. A : khối lượng mol của nguyên tốn : hoá trị của nguyên tố* Người ta thường kí hiệu= FVới F = 96 500 C / mol, gọi là h.số Fa – ra – đây IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phânc) Công thức Fa - ra – đây về điện phânKết hợp cả 2 định luật Fa - ra – đây, ta có:haym = AnqF11Fm =AnIt I: cường độ dòng điện đi qua bình điện phân ( A )t: thời gian dòng chạy qua bình điện phân ( s )m: khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực (g)Câu:1 Khi điện phân dung dịch AgNO3 với dương cực là Ag, biết khối lượng mol của Ag là 108. Để trong 1h có 27g Ag bám vào cực âm thì cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là? 6,7A B. 3,35A C. 24124 D.108AHƯỚNG DẪN:Vận dụngVận dụngCâu 2: Một bình điện phân dung dịch AgNO3 có điện trở 2,5 ,anot làm bằng Ag. Hiệu điện thế đặt vào 2 cực của bình là 10V, sau 16 phút 5 giây thì khối lượng Ag bám vào catot là bao nhiêu? ( biết A = 108 , n=1)HƯỚNG DẪNV. Ứng dụng của hiện tượng điện phâna) Điều chế hoá chấtSơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na. V. Ứng dụng của hiện tượng điện phânb) Luyện kimNgười ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loạilò luyện kim thép, chuyên dùng trong công nghiệp luyện kimCông nghiệp luyện kim ở Việt NamLò luyện Nơi Năng suất Đồng Đà Nẵng 65.000 tấn/năm Thép Thái Nguyên 550.000 tấn/năm Gang Thái Nguyên 150.000 tấn/năm Sắt Bình Định 400.000 tấn/năm Kẽm, chì Bắc Kạn 20.000 tấn chì/năm và 10.000 tấn kẽm/năm Mangan Cao Bằng 56 tấn/ngày Thép Bình Dương 4.000 tấn/năm Titan Thái Nguyên 20.000 tấn xỉ titan/năm và 10.000 tấn gang hợp kim/năm V. Ứng dụng của hiện tượng điện phânc) Mạ điện Mạ điện là dùng phương pháp để phủ một lớp kim loại ( như crôm, niken, vàng, bạc) lên những đồ̀ vật bằng kim loại khác.Dây chuyền mạ điệnCỦNG CỐCâu:1 .Khối lượng chất giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ vớiA. điện lượng chuyển qua bình B. thể tích của dung dịch trong bìnhC. khối lượng dung dịch trong bình D. khối lượng chất điện phânCâu 2: Hiện tượng điện phân không ứng dụng đểA. đúc điện B. mạ điện C. sơn tĩnh điện D. luyện nhômCỦNG CỐDẶN DÒ1/ Học bài theo câu hỏi sau:Trình bày nội dung của thuyết điện li?Nêu bản chất của dòng điện trong chất điện phân?Chất điện phân dẫn điện tốt hơn hay kém hơn kim loại? Tại sao?Phát biểu định luật Farađây ? Công thức ? Đơn vị?2/ Chuẩn bị tiết sau: tiết bài tập - Làm bài tập 8,9,10,11SGK, SBTVỀ HỌC BÀI NHANH LÊN !DẠ ! Hu..hu..