Bài giảng Vật lí 11 - Bài số 4: Dòng điện trong chất điện phân

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Bài số 4: Dòng điện trong chất điện phân

1. Câu hỏi: Hãy nêu bản chất dòng điện trong kim loại? Hạt tả i điện trong kim loại là gì? Vì sao kim loại dẫn điện tốt ? Trả lời: - Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dờ i có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện tr ường - 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 lớn
2. Kim loại Dẫn điện Kim loại Chất lỏng Chất lỏng
3. CuSO4 I. Thuyết điện li 1. Thí nghiệm + - NƯỚC TINH DD CuSO4 KHIẾT + - Vôùi caùc dungQuan dòch sát khaùc thí nhönghiệm dd HCl , dd NaOH thì sao ?
4. 2. Thuyết điện li  Nội dung: Trong dd, các HCHH như axit, bazơ và muối bị phân li( một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử(nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion; ion có thể chuyển động tự do trong dd và trở thành hạt tải điện VÝ dụ  NaCl LấyNa +ví+ dụ Clvề- sự phân li (Muối) của( KL )dung+ ( g ốdịchc Axit )muối, axí NaOH Na+ + OHt, bazơ- (Bazơ) ( KL )+ (OH ) HCl H+ + Cl- (Axit) ( H )+ ( gốc Axit )
5. NaCl - Các ion dương và âm t ồn tại sẵn trong các phâ Cl- Na+ Cl- Na+ nCác tử axit, dung bazơ, dịch muối. Axít, Ch O + H + - úng liên kết với nhau bằ Na H H Na Cl O muối, bazơ và chất nón H HH O Cl- Na+ ng lực hút Cu-lông. Khi H HH g chảy gọi là chất điện - Cl- Cl Na+Cl- tan Tạivào trongsao các nước dung hoặc Na+Cl- phân. O O dungdịch môi khi khác, tan liên vào kết n + H H HH O +Na H H H HH Na - - giữa các ion trở nên lỏn Cl Cl Na+ ước hoặc dung m g lẻo.ôi khác Một số lại phân xuất tử hibị HCl chuyển động nhiệt tách t hànhện các các ion ion? tự do. H+ Cl- H+ O Cl-H+ H HH O - H Cl Cl- Cl-H+ H H O + H Cl-H+ H H H O - H HH Cl H+
6. Bài 14. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIÊN PHÂN. Bài 14. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIÊN PHÂN ĐỊNH LUẬT FARADAY I. THUYẾT ĐIỆN LI II. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN Dòng điện là gì? Text in here Dòng điện là dòng chuyển dời có hướ ng của các hạt mang điện Có các hạt mang điện tự do Có điện trường ngoài
7. II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân 1. Thí nghiệm: K 2) Kết luận: A K Quan sátTại kỹ các sao minh khi họachưa thí nghiệ m sau và trảTạiBản lời sao chấtcác khi câu dòng đóng hỏi: điệ 2- đóng khóa K đèn Cu2+ SO4 Cu2+  - Dòng điện trong lòng chất điện ph 2- khóan trong K đèn chất lại điện sá SO4 Trong kim loại và tr Cu2+ ân là dòng ionkhông dương sángvà ion âm chuyển dd CuSO SO 2- 2- 2+ 4 4 phânng là gì? SO4 Cu ong chất điện phân SO 2- động có hướng theo hai chiều chú ngược ý: n 4 hau. - Chấtchất điện phânnào dẫn điện điện không tố tốt bằng kim loại - Hiện tượngt hơn? điện KphânVì sao? thường kèm theo các phản ứng phụ. + - E F F F F F F 2+ ® 2+ ® 2+ ® Cu2+ ® Cu2+ ® Cu2+ ® F Cu Cu F Cu2+ ® ® SO 2- 4 F F F F F F® 2- ® 2- ® 2- ® 2- ® 2- ® 2- SO4 SO4 SO4 SO4 SO4 SO4
8. III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan Khi các ion đến điện cực th ì điều gì xảy ra?
9. III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan • Khi chất điện phân là dung dịch CuSO4 và dương cực là đồng (Cu) • Tại cực dương: Cu  Cu2+ + 2e- 2+ 2- Cu + SO4  CuSO4: đi vào dung dịch => cực dương bị tan dần. • Tại cực âm: Cu2+ + 2e-  Cu: bám vào cực âm => cực âm được bồi thêm. + Cu - 2+ 2- Cu SO4 2+ 2- Cu Dung dịch muối CuSO4 SO4 2+ 2- Cu SO4
10. - - + - 4(OH) 2H2O + O2 + 4e 4H +4e 2H2 A K Xét bình điệTrongn phân+ trườngdd H hợp2SO bình4 hai điđiện c Tại anốt A diễn ra+ hiện 2- ực làm bằngệngraphit phânH dương(cacbon)SO4 cực tanho thặc inoc Trong trườngTại catốt hợp nàyK diễn ra hiệ tượngì suất gì? phản+ điện bằng bao ( các điện cực này khôngHDD H2SO42- tạo thành ion có năng lượng có bị tiêuSO4 ha nhiêu?n tượng gì? th tan trong dd đi+ n phân). ể ệ 2- o không? HVì sao?SO4 + E  Bình điện phân dương cực không tan có tiêu thụ điện nă ng vào việc phân tích các chất, do đó nó có suất phản điện  Khi xảy ra hiện tượng dương cực tan thì  = 0. P và đóng vai trò là một máy thu điện. Năng lượngP tiêu thụ W = PIt.
11. Lượng kim loại được giải ph óng ở cực dương và đến bám vào cực âm được tính qua cô ng thức nào ???
12. IV. 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 hoá. Phụ thuộc vào bản chất c ủa chất được phóng ra ở điện cực, đơn vị : kg / C Ví dụ: Đối với bạc, k = 1,118.10-6 kg / C
13. IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phân b) Định luật II Fa – ra – đây - Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A của nguyên t ố đó n c : hệ số tỉ lệ. A k = c n A : khối lượng mol của nguyên tố n : hoá trị của nguyên tố 1 * Người ta thường kí hiệu = F c Với F = 96 500 C / mol, gọi là h.số Fa – ra – đây
14. IV. Định luật Fa - ra – đây về điện phân c) Công thức Fa - ra – đây về điện phân Kết hợp cả 2 định luật Fa - ra – đây, ta có: 1 A 1 A m = q hay m = It F n F n 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)
15. Vận dụng Câu:1 Khi điện phân dung dịch AgNO3 với dương c ực là Ag, biết khối lượng mol của Ag là 108. Để tron g 1h có 27g Ag bám vào cực âm thì cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là? HƯỚNG DẪN: A. 6,7A 1A mFn27.96500.1 B. B. 3,35A m=It= I== =6,7 Fn At108.3600 C. C. 24124 D. D.108A
16. Vận dụng Câu 2: Một bình điện phân dung dịch AgNO3 có điện trở2, 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 v ào catot là bao nhiêu? ( biết A = 108 , n=1) HƯỚNG DẪN A.I.tA.U.t108.10.965 m=== =4,32g F.nF.R.n96500.2,5.1
17. V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân a) Điều chế hoá chất Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóngch ảy để điều chế Na.
18. V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân b) Luyện kim Người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh c hế kim loại lò luyện kim thép, chuyên dùng trong công nghiệp luyện ki m
19. V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân c) Mạ điện Mạ điện là dùng phương pháp để phủ một lớp ki m loại ( như crôm, niken, vàng, bạc ) lên những đ ồ̀ vật bằng kim loại khác.
20. Dây chuyền mạ điện
21. V. Ứng dụng của hiện tượng điện phân d) Luyện nhôm
22. CỦNG CỐ Câu:1 .Khối lượng chất giải phóng ở điện cực của bì nh 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
23. CỦNG CỐ Câu 2: Hiện tượng điện phân không ứng dụng để • A. đúc điện • B. mạ điện • C. sơn tĩnh điện • D. luyện nhôm
24. DẠ ! Hu h u VỀ HỌC BÀI NHANH LÊN !