Bài giảng Vật lí Lớp 11 (Nâng cao) - Bài 19: Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-đây

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 11 (Nâng cao) - Bài 19: Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Fa-ra-đây

1. From group 2 with loveeeee. BÀI 19: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN – ĐỊNH LUẬT FA-RA- ĐÂY
2. 1. Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân: a. Thí nghiệm: NaCl + - NƯỚC TINH DD NaCl KHIẾT + - Quan sát thí nghiệm
3. b. Kết quả thí nghiệm: Làm thí nghiệm với nước cất, miliampe kế cho thấy không có dòng điện chạy qua, còn với dung dịch NaCl thì có dòng điện chạy qua. c. Kết luận: - Nước cất là điện môi. - Dung dịch NaCl là chất dẫn điện. Các dung dịch muối, axit, bazo được gọi là các chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng là chất điện phân.
4.  2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân: a. Thí nghiệm: K b. Kết quả: A K Quan sát TạikỹTại các sao sao minh khikhi họa chưađóng thí nghiệm sau và trả lời các câu hỏi: - + Cl + - đóng khóa K đèn Na Na  Dòng khóađiện trong K đènlòng chấtlại điện ph Cl- Na+ ân là dòng ionkhông dương sángvà ion âm chuyển dd NaClCl- sáng? Cl- Na+ động có hướng theo hai chiều ngược Cl- nhau. K + - E F F® F F F F + ® Na+ + ® + ® + ® + ® F Na Na Na Na F Na Na+ ® ® Cl- F F F F® F® F® ® Cl- ® Cl- ® Cl- Cl- Cl- Cl-
5. 3. Phản ứng phụ trong chất điện phân: - Điện cực nối với cực dương của nguồn là anot, điện cực nối với cực âm là catot. - Khi có điện trường, ion dương chạy về phía catot nên gọi là cation, ion âm chạy về phía anot nên gọi là anion. - Các ion âm dịch chuyển đến anot, nhường electron cho anot, còn các ion dương đến catot và nhận electron từ catot. Các ion đó trở thành nguyên tử hay phân tử trung hòa, có thể bám vào điện cực, hoặc bay lên dưới dạng khí. Chúng cũng có thể tác dụng với điện cực và dung môi, gây ra các phản ứng hóa học. Các phản ứng hóa học này gọi là phản ứng phụ hay phản ứng thứ cấp.
6. 4.Hiện tượng dương cực tan: a. Thí nghiệm: -> 2+ 2- CuSO4 Cu + SO 4 -Anôt (A): Cu : Mòn dần 2+ SO2- 4 -Catôt (K): than : Có lớp đồng Catod Cu Anod (kim loại khác) mỏng bám vào b. Giải thích: + 2e ->Cu +Cu -> Ở trạng thái dung dịch: _ CuSO4 +2e Khi có điện trường ngoài: Vậy hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anôt làm bằng chính kim loại ấy. c. Định luật Ôm: Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
7. 5. Định luật Fa-ra-đây về điện phân: a. 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=kq k: đương lượng điện hóa, phụ thuộc vào bản chất của chất được giải phóng ra ở cực, đơn vị g/C. Ví dụ : đối với bạc k=1,118.10-3 g/C
8. b. Định luật II Fa-ra-đây: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó. 푛 c : hệ số tỉ lệ k = c A: khối lượng mol của nguyên tố 푛 n: hóa trị của nguyên tố 1 Người ta thường kí hiệu = 퐹 Với F ≈ 96500 C/mol, gọi là hằng số Fa-ra- đây
9. c. Công thức Fa-ra-đây về điện phân: Kết hợp cả hai định luật Fa-ra-đây, ta có: 1 1 = 푞 hay = 푡 퐹 푛 퐹 푛 : cường độ dòng điện đi qua bình điện phân (A) 푡: là thời gian dòng điện chạy qua bình (s) : khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực (g)
10. 6. Ứng dụng của hiện tượng điện phân: a. Điều chế hóa chất: - Điều chế Clo, Hidro và xút trong công nghiệp hóa chất. Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.
11. b. Luyện kim: - Người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại. Lò luyện kim thép, chuyên dùng trong công nghiệp luyện kim
12. c. 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.
13. Dây chuyền mạ điện
14. CỦNG CỐ BÀI HỌC
15. 1. Khối lượng chất giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với: A. điện lượng chuyển qua bình B. thể tích của dung dịch trong bình C. khối lượng dung dịch trong bình D. khối lượng chất điện phân
16. 2. Đương lượng điện hóa là đại lượng có biểu thức: A. m/Q B. A/n C. F D. 1/F
17. 3. Đơn vị của đương lượng điện hóa và của hằng số Farađây lần lượt là: A. N/m; F B. N; N/m C. kg/C; C/mol D. kg/C; mol/C
18. 4. Câu nào dưới đây nói về hiện tượng điện phân có dương cực tan đúng ? A. Là hiện tượng điện phân dung dịch axit hoặc bazơ với điện cực là graphit. B. Là hiện tượng điện phân dung dịch muối có chứa kim loại làm catốt. C. Là hiện tượng điện phân dung dịch muối có chứa kim loại làm atốt. Kết quả kim loại tan dần từ anốt sang catốt. D. Là hiện tượng điện phân dung dịch muối có chứa kim loại làm atốt. Kết quả kim loại tan dần từ catốt sang anốt.
19. 5. Nguyên nhân làm xuất hiện các hạt mang điện tự do trong chất điện phân là do: A. sự tăng nhiệt độ của chất điện phân B. sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực C. sự phân ly của các phân tử chất tan trong dung môi D. sự trao đổi electron với các điện cực
20. Thanks for listening