I. Bản chất dòng điện trong chất điện phân Show 1. Thuyết điện li Trong dung dịch, các hợp chất hóa 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. Video mô phỏng truyền dẫn điện phân 2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân - Dòng điện trong 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 anôt nên gọi là anion. - Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất (theo nghĩa hẹp) đi theo. Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân. - Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại. II. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan Ta xét chi tiết những gì xảy ra ở điện cực của bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện cực bằng đồng bình điện phân này thuộc loại đơn giản nhất, vì chất tan là muối của kim loại dùng làm điện cực (trường hợp này là đồng) Khi dòng điện chạy qua, cation Cu2+ chạy về catôt, về nhận electron từ nguồn điện đi tới. Ta có ở các điện cực: + Ở catốt: Cu2+ + 2e- → Cu + Ở anốt: Cu → Cu2+ + 2e- Khi anion (SO4)2- chạy về anôt, nó kéo ion Cu2+ vào dung dịch. Như vậy, đồng ở anôt sẽ tan dần vào trong dung dịch. Đó là hiện tượng dương cực tan. Vậy: - Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. - Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anot kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch. III. Các định luật Fa-Ra-Đây Vì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vật chất (theo nghĩa hẹp) nên khối lượng chất đi đến điện cực: - Tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân - Tỉ lệ thuận với khố lượng của ion (hay khối lượng mol nguyên tử A của nguyên tố tạo nên ion ấy); - Tỉ lệ nghịch với điện tích của ion (hay hoá trị n của nguyên tố tạo ra ion ấy) 1. Định luật Fa-ra-đây thứ nhất Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó m = kq k gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. 2. Định luật Fa-ra-đây thứ hai Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam \( \frac{A}{n}\) của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là \( \frac{1}{F}\), trong đó F gọi là số Fa-ra-đây k = \( \frac{1}{F}\).\( \frac{A}{n}\) Thí nghiệm cho thấy, nếu I tính bằng ampe, t tính bằng giây thì: F = 96 494 C/mol * Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây: m = \( \frac{1}{F}\).\( \frac{A}{n}\).It m là lượng chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam. IV. Ứng dụng của hiện tượng điện phân Một số ứng dụng của hiện tượng điện phân: - Điều chế hoá chất: điều chế clo, hiđrô và xút trong công nghiệp hoá chất. - Luyện kim: người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại. Các kim loại như đồng, nhôm, magiê và nhiều hoá chất được điều trực tiếp bằng phương pháp điện phân - Mạ điện: người ta dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại không gỉ như crôm, niken, vàng, bạc... lên những đồ vật bằng kim loại khác. Sơ đồ tư duy về dòng điện trong chất điện phân 
xét trường hợp : điện phân dd CuSO4 mà cực dương của bình điện phân là Cu Giải thích : ion Cu2+ chuyển động theo chiều điện trường đến cực âm của bình điện phân nhân 2e từ điện cực trở thành nguyên tử Cu bám vào cực âm , ion SO42-chuyển động ngược chiều điện trường đến cực dương tác dụng vơi 1 ion Cu2+ ở điện cực tạo thành phân tử CuSO4 , muối Cu vừa tạo thành tan ngay vào dd. Kết quả: cực dương bằng Cu bị mòn dần cực âm có Cu bám vào * HT điện phân dương cực tan xảy ra với tất cả các trường hợp điện phân dd muối kim loại mà cực dương làm bằng chính lim loại đó . Hiện tượng dương cực tan làBản chất của hiện tượng dương cực tan là được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời câu hỏi liên quan đến nội dung bài học dòng điện trong chất điện phân. Cũng như nhắc lại các nội dung kiến thức bài học liên quan. Từ đó bạn đọc vận dụng vào hoàn thành các dạng câu hỏi tương tự. Mời các bạn tham khảo. Bản chất của hiện tượng dương cực tan làA. cực dương của bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mức nóng chảy. B. cực dương của bình điện phân bị mài mòn cơ học. C. cực dương của bình điện phân bị tác dụng hóa học tạo thành chất điện phân và tan vào dung dịch. D. cực dương của bình điện phân bị bay hơi. Đáp án hướng dẫn giải chi tiết Bản chất của hiện tượng dương cực tan là cực dương của bình điện phân bị tác dụng hóa học tạo thành chất điện phân và tan vào dung dịch Đáp án C Hiện tượng dương cực tan là gì?Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anot làm bằng chính kim loại ấy Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất là điện cực hoặc với dung môi tạ nên các phản ứng hóa học là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anot kéo các ion kim loại của điện cực vào dung dịchKhi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong mạch tuân theo định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazo 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 các dung dịch và trở thành hạt tải điện. Câu hỏi vận dụng liên quanCâu 1.Trong các trường hợp sau đây hiện tượng dương cực tan không xảy ra khi A. điện phân dung dịch bạc clorua với cực dương là bạc. B. điện phân axit sunfuric với cực dương là đồng. C.điện phân dung dịch muối đồng sunfat với cực dương là graphit (than chì). D. điện phân dung dịch niken sunfat với cực dương là niken. Xem đáp án Đáp án C Câu 2. Hạt mang tải điện trong chất điện phân là: A. ion dương và ion âm. B. electron và ion dương. C. electron. D. electron, ion dương và ion âm. Xem đáp án Đáp án A Câu 3. Trong các dung dịch điện phân , các ion mang điện tích âm là A. gốc axit và ion kim loại B. gốc axit và gốc bazơ C. ion kim loại và bazơ D. chỉ có gốc bazơ Xem đáp án Đáp án B Câu 4. Chọn phát biểu đúng? A. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch axít mà anốt làm bằng chì. B. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch bazơ mà anốt làm bằng chì. C. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chất khác kim loại ấy. D. Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy. Xem đáp án Đáp án D ------------------------------ Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Bản chất của hiện tượng dương cực tan là. Để có thể nâng cao kết quả trong học tập mời các bạn tham khảo một số tài liệu: Hóa học lớp 10, Giải bài tập Hóa học lớp 11, Thi thpt Quốc gia môn Văn, Thi thpt Quốc gia môn Lịch sử, Thi thpt Quốc gia môn Địa lý, Thi thpt Quốc gia môn Toán, đề thi học kì 1 lớp 11, đề thi học kì 2 lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải. Để tiện trao đổi, chia sẻ kinh nghiệm giảng dạy và học tập môn học THPT, VnDoc mời các bạn truy cập nhóm riêng dành cho lớp 11 sau: Nhóm Tài liệu học tập lớp 11 để có thể cập nhật được những tài liệu mới nhất.
I - BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường - Chất điện phân: là dung dịch muối, axít, bazơ có khả năng phân li thành ion âm, ion dương. - 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 chất đi theo. Tới điện cực chỉ có các electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.
II - CÁC HIỆN TƯỢNG DIỄN RA Ở ĐIỆN CỰC. HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN - Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy + Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. + Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của diện cực vào trong dung dịch. + Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong mạch tuân theo định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. - Hiện tượng giải phóng khí H2 và O2 ở hai điện cực + Điều kiện: Dung dịch chất điện phân là H2SO4 , các điện cực được làm bằng Cacbon hoặc inox. + Dung dịch chất điện phân: \({H_2}S{O_4} \to {H^ + } + {(S{O_4})^{2 - }}\) Cực dương dẫn điện nhưng không thể tan vào trong dung dịch điện phân nên các hiện tượng vật lí và hóa học diễn ra ở điện cực phức tạp hơn. Kết quả cuối cùng nước trong dung dịch điện phân bị tách thành H2 và O2 dịch chuyển về hai đầu điện cực. Ứng dụng của phương pháp trên dùng để điện phân nước biển tạo ra H2 và O2 dùng trong các tàu ngầm hoạt động lâu dưới đáy biển.
III - CÁC ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY
* Định luật Fa-ra-đây thứ nhất Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. \(m = kq\) k gọi là đương lượng điện hóa, phụ thuộc vào bản chất của chất được giải phóng ra ở cực. - Trong hệ SI, đơn vị của k là: kg/C * Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam \(\frac{A}{n}\) của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ \(\frac{1}{F}\), trong đó F gọi là số Fa-ra-đây. \(k = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}\) Kết quả thí nghiệm cho thấy: F ≈ 96500 C/mol. * Công thức Fa-ra-đây : \(m = \frac{1}{F}\frac{A}{n}q = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}It\) Trong đó: + m là chất được giải phóng ở điện cực (g) + I - cường độ dòng điện không đổi đi qua bình điện phân (A) + t: thời gian dòng điện chạy qua bình (s)
IV - ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN - Điều chế hóa chất: Clo, hiđrô, xút (NaOH) bằng cách điện phân dung dịch muối ăn - Luyện kim: Dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại - Mạ điện: Dùng phương pháp điện phân + Vật cần được mạ dùng làm cực âm + Kim loại dùng để mạ làm cực dương + Chất điện phân là dung dịch muối của kim loại dùng để mạ |
