Lý thuyết dòng điện trong chất điện phân
Lý thuyết:
I. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
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
Xem thêm Bài tập & Lời giải
Trong bài: Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân
Bài tập & Lời giải:
- 👉 Câu C1 trang 81 SGK Vật lý 11
- 👉 Câu C2 trang 83 SGK Vật lý 11
- 👉 Câu C3 trang 83 SGK Vật lý 11
- 👉 Câu C4 trang 84 SGK Vật lý 11
- 👉 Bài 1 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 2 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 3 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 4 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 5 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 6 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 7 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 8 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 9 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 10 trang 85 SGK Vật lí 11
- 👉 Bài 11 trang 85 SGK Vật lí 11
Lý thuyết:
Xem thêm lời giải SGK Vật lí lớp 11
CHƯƠNG I. ĐIỆN TÍCH. ĐIỆN TRƯỜNG
- 👉 Bài 1. Điện tích, định luật Cu-lông
- 👉 Bài 2. Thuyết electron - Định luật bảo toàn điện tích
- 👉 Bài 3. Điện trường và cường độ điện trường - Đường sức điện
- 👉 Bài 4. Công của lực điện
- 👉 Bài 5. Điện thế - Hiệu điện thế
- 👉 Bài 6. Tụ điện
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 1 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 1 – Vật lý 11
CHƯƠNG II. DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI
- 👉 Bài 7. Dòng điện không đổi, nguồn điện
- 👉 Bài 8. Điện năng - Công suất điện
- 👉 Bài 9. Định luật ôm đối với toàn mạch
- 👉 Bài 10. Ghép các nguồn điện thành bộ
- 👉 Bài 11. Phương pháp giải một số bài toán về toàn mạch
- 👉 Bài 12. Thực hành: Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa
CHƯƠNG III. DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
- 👉 Bài 13. Dòng điện trong kim loại
- 👉 Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân
- 👉 Bài 15. Dòng điện trong chất khí
- 👉 Bài 16. Dòng điện trong chân không
- 👉 Bài 17. Dòng điện trong chất bán dẫn
- 👉 Bài 18. Thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 2 + 3 – Vật lý 11
ĐỀ THI HỌC KÌ 1 MỚI NHẤT CÓ LỜI GIẢI
CHƯƠNG IV. TỪ TRƯỜNG
- 👉 Bài 19. Từ trường
- 👉 Bài 20. Lực từ - Cảm ứng từ
- 👉 Bài 21. Từ trường của dòng điện chạy trong các dây dẫn có hình dạng đặc biệt
- 👉 Bài 22. Lực Lo-ren-xơ
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 4 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 4 – Vật lý 11
CHƯƠNG V. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
- 👉 Bài 23. Từ thông, cảm ứng điện từ
- 👉 Bài 24. Suất điện động cảm ứng
- 👉 Bài 25. Tự cảm
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 5 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 5 – Vật lý 11
CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
- 👉 Bài 26. Khúc xạ ánh sáng
- 👉 Bài 27. Phản xạ toàn phần
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 6 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 6 – Vật lý 11
CHƯƠNG VII. MẮT. CÁC DỤNG CỤ QUANG
- 👉 Bài 28. Lăng kính
- 👉 Bài 29. Thấu kính mỏng
- 👉 Bài 30. Giải bài toán về hệ thấu kính
- 👉 Bài 31. Mắt
- 👉 Bài 32. Kính lúp
- 👉 Bài 33. Kính hiển vi
- 👉 Bài 34. Kính thiên văn
- 👉 Bài 35. Thực hành: Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
- 👉 Đề kiểm tra 15 phút – Chương 7 – Vật lý 11
- 👉 Đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) – Chương 7 – Vật lý 11
ĐỀ KIỂM TRA HỌC KÌ 2 (ĐỀ THI HỌC KÌ 2) - VẬT LÍ 11
Xem Thêm
Lớp 11 | Các môn học Lớp 11 | Giải bài tập, đề kiểm tra, đề thi Lớp 11 chọn lọc
Danh sách các môn học Lớp 11 được biên soạn theo sách giáo khoa mới của bộ giáo dục đào tạo. Kèm theo lời giải sách bài tập, sách giáo khoa, đề kiểm tra 15 phút, 45 phút (1 tiết), đề thi học kì 1 và học kì 2 năm học 2024 ngắn gọn, chi tiết dễ hiểu.
Toán Học
- Đề thi, đề kiểm tra Toán lớp 11
- SBT Toán lớp 11 Nâng cao
- SBT Toán 11 Nâng cao
- SGK Toán 11 Nâng cao
- SBT Toán lớp 11
- SGK Toán lớp 11
Vật Lý
- SBT Vật lí 11 Nâng cao
- SGK Vật lí lớp 11 Nâng cao
- SBT Vật lí lớp 11
- SGK Vật lí lớp 11
- Giải môn Vật lí lớp 11
Hóa Học
- Đề thi, đề kiểm tra Hóa lớp 11
- SBT Hóa học 11 Nâng cao
- SGK Hóa học lớp 11 Nâng cao
- SBT Hóa lớp 11
- SGK Hóa lớp 11
Ngữ Văn
Lịch Sử
Địa Lý
Sinh Học
- Đề thi, đề kiểm tra Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11 Nâng cao
- SBT Sinh lớp 11
- SGK Sinh lớp 11
- Giải môn Sinh học lớp 11
GDCD
Tin Học
Tiếng Anh
- Đề thi, đề kiểm tra Tiếng Anh 11 mới
- SBT Tiếng Anh lớp 11
- SGK Tiếng Anh lớp 11
- SBT Tiếng Anh lớp 11 mới
- SGK Tiếng Anh lớp 11 Mới