Bài giảng Vật lí 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân (tiết 2)

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân (tiết 2)

1. Kiểm tra bài cũ Câu 1: Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân? Trả lời: Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng iôn dương và iôn âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. Câu 2: Điều kiện để có hiện tượng dương cực tan là gì? Trả lời: Điện phân một dung dịch muối kim loại mà anôt làm bằng chính kim loại này.
2. Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan thì lượng chất sẽ chuyển từ anôt sang catôt. Vậy lượng chất này ta xác định định lượng chúng bằng cách nào? Em đưa ra phương án xác định khối lượng bám vào catôt.
3. IV. CÁC ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY Hoạt động nhóm ( 5 nhóm): * Nhiệm vụ các nhóm 1. Viết hệ thức của định luật Fa-ra-đây thứ nhất. 2. Viết hệ thức của định luật Fa-ra-đây thứ hai. 3. Viết công thức Fa-ra-đây? Nêu rõ ý nghĩa và đơn vị đo của các đại lượng có mặt trong công thức. * Thời gian hoạt động nhóm: 5 phút
4. Bài 14. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN (Tiết 2) IV. CÁC ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY 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 (14.1) Trong đó: q: là điện lượng (C); m: là khối lượng chất được giải phóng (g); k: là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực (g/C).
5. 2. 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. 1A k= (14.2) Fn Trong đó: A: là khối lượng mol nguyên tử (g/mol); n: là hóa trị ; F: là số Fa-ra-đây (F = 96494 C/mol); ( thường lấy chẵn là 96500 C/mol).
6. 3. Công thức Fa - ra - đây 1A m = It (14.3) Fn Trong đó: I: là cường độ dòng điện (A); t: là thời gian dòng điện chạy qua (s); m: là khối lượng chất được giải phóng (g). Khối lượng chất đi đến điện cực phụ thuộc vào yếu tố nào?
7. Thí nghiệm kiểm chứng Nhiệm vụ mỗi HS Dụng cụ thí nghiệm Tính khối lượng đồng 1/ Nguồn không đổi 12V; bám vào catôt. 2/ Ampe kế; Cho biết: 3/ Anôt bằng đồng; A= 64 g/mol; 4/ Catôt bằng sắt; n = 2; 5/ Dung dịch CuSO4 ; F = 96500 C/mol; 6/ Cân khối lượng. t = 300 s; I = m=? Thời gian thực hiện: 4 phút.
8. Vài nét về Fa-ra-đây Nhà bác học người Anh rất giỏi thực nghiệm với tổng số TN đã tiến hành là 16.041. Ông đã đưa ra cách biểu diễn điện trường và từ trường bằng các đường sức, ông là người đã thực hiện được ước mơ "Biến điện thành từ“.
9. V. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN Câu hỏi: Hiện tượng điện phân có những ứng dụng nào trong thực tế sản xuất và đời sống ? Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện
10. 1. Mạ điện ❖ Mạ điện là gì? • Mạ điện là một công nghệ điện phân, tạo ra một lớp phủ lên bề mặt vật cần mạ. Mạ vàng Mạ niken Mạ bạc
11. ✓Để tăng vẻ đẹp cho các đồ dùng thường ngày, đồ mĩ nghệ, ✓Để chống gỉ cho các đồ dùng bằng kim loại.Tăng độ bền vật dụng.
12. 1. Mạ điện Phương pháp: • Chuẩn bị trước khi mạ: • Tiến hành mạ điện: + Anôt; + Vật cần mạ được gắn + Catôt; với cực âm (catôt); + Bể mạ; + Kim loại mạ gắn với cực dương (anôt) của nguồn + Dung dịch mạ: Muối điện trong dung dịch của kim loại cần mạ. điện phân.
13. Dụng cụ thí nghiệm - Máy biến áp nguồn một chiều 12 V; - Tấm kim loại đồng nối với cực dương (A); - Chìa khóa nối với cực âm (K); - Chất điện phân là dung dịch muối CuSO4. Sơ đồ thí nghiệm
14. V. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN 2. Luyện nhôm * Phương pháp điện phân quặng nhôm nóng chảy: - Pha cryôlit Na3AlF6 vào quặng nhôm( nhôm ôxit Al2O3). - Bể điện phân có điện cực bằng than chì. - Dòng điện chạy qua khoảng 104A.
15. Ảnh hưởng của hiện tượng điện phân đối với môi trường: Hiện tượng điện phân trong sản xuất công nghiệp tốn nhiều điện năng, tạo ra các khí thải độc hại (Cl, NO, NO2, SO2, H2S .) làm ô nhiễm môi trường, các khí này trong hơi nước tạo ra môi trường điện li sẽ khiến cho kim loại bị ăn mòn. Đặc biệt trong sản xuất nhôm thì có chất thải bùn đỏ gây ô nhiễm môi trường.
16. NỘI DUNG TIẾT HỌC IV. Các định luật Fa-ra-đây 1.Định luật Fa - ra - đây thứ nhất m = kq (14.1) 2. Định luật Fa - ra - đây thứ hai 1 A k = (14.2) Fn 3. Công thức Fa - ra - đây 1A m = It (14.3) Fn V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân. 1. Mạ điện 2. Luyện nhôm
17. Bài tập vận dụng Câu 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. Câu 2. Hiện tượng điện phân không ứng dụng để A. đúc điện. B. mạ điện. C. sơn tĩnh điện. D. luyện nhôm.
18. Câu 3. Đương lượng điện hóa của Niken (Ni) là k = 3.10-4 g/C. Khi cho một điện lượng 10 C chạy qua bình điện phân có Anôt bằng Ni thì khối lượng Ni bám vào catôt là: A. 0,3.10-4 g. B. 3.10-3 g. C. 0,3.10-3 g. D. 3.10-4 g. Hướng dẫn m = k.q =3.10-4 .10 = 3.10 -3 g.
19. Câu 4. Một bình điện phân đựng dung dịch Bạc Nitrat với Anôt bằng Bạc. Điện trở của bình điện phân R = 2Ω, hiệu điện thế đặt vào 2 cực U = 10V. Xác định lượng bạc bám vào điện cực sau 2h. Biết với Bạc A = 108; n = 1. Hướng dẫn t=2h=2.3600 s =7200 s; U 10 U = 10 V; IA= = = 5 R = 2 Ω ; R 2 A = 108; 1A 1 108 m=  It =. .5.7200 40,3 g . n = 1; Fn 96500 1 m= ?
20. Nhiệm vụ về nhà Khi xảy ra sét trong thiên nhiên thì chất khí là môi trường dẫn điện. Vậy tại sao chất khí trở nên dẫn điện được? Các em về nhà tìm hiểu và chúng ta sẽ giải quyết vấn đề này trong bài dòng điện trong chất khí.