LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
I. LÝ THUYẾT
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.
2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường.
- 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.
+ Ion dương chạy về phía catot nên gọi là cation.
+ Ion âm chạy về phía anot nên gọi là anion.
3. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
- 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.
4. Các định luật Fa-ra-đây
a) 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 trường chạy qua bình đó: m = k.q
b) Định luật Fa-ra-đây thứ hai
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F , trong đó F gọi là số Fa-ra-đây.
\(k = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}\)
Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây:
\(m = \frac{1}{{96500}}.\frac{A}{n}.I.t\)
Trong đó:
F = 96500 C/mol
A là khối lượng phân tử
n là hóa trị
m là khối lượng chất được giải phóng ở điện cực (g)
I là cường độ dòng điện (A)
t là thời gian dòng điện chạy qua (s)
5. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện kim, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện…
a) Luyện kim
- Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy.
- Bể điện phân có cực dương là quặng nhôm nóng chảy, cực âm bằng than, chất điện phân là muối nhôm nóng chảy, dòng điện chạy qua khoảng 104A.
b) Mạ điện
- Bể điện phân có anot là một tấm kim loại để mạ, catot là vật cần mạ.
- Chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện qua bể mạ được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.
II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 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.
Câu 2. 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.
...
--------------( Để xem nội dung các bài tập tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)-----------
Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Tổng hợp lý thuyết và bài tập về Dòng điện trong chất điện phân môn Vật Lý 11 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung, các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Chúc các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
