DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
TÓM TẮT LÝ THUYẾT Yêu cầu: – Nắm được bản chất dòng điện trong chất điện phân và hiện tương dương cực tan. – Vận dụng được định luật Fa-ra-day giải các bài toán. Nội dung: · Bản chất dòng điện trong chất điện phân: là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường. · Hiện tượng dương cực tan: xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anot làm bằng chính kim loại ấy. Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm. · Định luật Fa-ra-dây: 1. 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 (1) trong đó, k là đương lượng điện hóa (đơn vị: g/C), các em chú ý các đơn vị thay đúng thì m tính bằng gam (g) 2. Định luật II Fa-ra-đây: Đương lượng điện hóa của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của nguyên tố đó.
Trong đó: * gọi là đương lượng gam của nguyên tố với A là khôi lượng mol của nguyên tố, n là hóa trị của nguyên tố. * c là hệ số tỉ lệ giống nhau với mọi chất cũng như hằng số F (hằng số Faraday) là không thay đổi với mọi chất. * F là hằng số Fa-ra-đây (= 96500 C/mol). 3. Công thức Fa-ra-đây: Kết hợp (1) và (2) ta có:
· Ứng dụng: điều chế hóa chất, luyện kim, mạ điện… BÀI TẬP MINH HỌA Bài 1: Đương lượng điện hóa của niken là k = 3.10-4 g/C. Khi cho một điện lượng 10 C chạy qua bình điện phân có anot bằng niken thì khối lượng niken bám vào catot bằng bao nhiêu? Lời giải: Theo định luật I Fa-ra-đây, khối lượng niken bám vào catot là: m = kq = 3.10-4.10 = 3.10-3 g ĐS: 3.10-3 g Bài 2: Chiều dày của lớp niken phủ lên một tấm kim loại là D = 0,05 mm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là 30 cm2. Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Cho biết niken có khối lượng riêng là ρ = 8,9.103 kg/m3, A = 58 và n = 2. Lời giải: Đổi đơn vị: D = 0,05 mm = 0,005 cm; ρ = 8,9.103 kg/m3 = 8,9 g/cm3; t = 30 phút = 1800 giây. Khối lượng niken giải phóng trong 30 phút là: m = ρV = ρDS = 8,9.0,005.30 = 1,335 g Sử dụng công thức Fa-ra-đây, ta có:
ĐS. I = 2,47 A Để xác định đương lượng điện hóa của đồng một học sinh đã cho dòng điện có cường độ 1,2 A chạy qua bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat (CuSO4) trong khoảng thời gian 5 phút và thu được 120 mg đồng bám vào catot. Lấy số Faraday F= 96500 C/mol, khối lượng mol nguyên tử của đồng là A = 63,5 g/mol và hóa trị n = 2 thì sai số tỉ đối của kết quả thí nghiệm do học sinh này thực hiện so với kết quả tính toán theo định luật II Faraday là A. 1,3 % B. 1,2 % C. 2,2 % D. 2,3 %
Những câu hỏi liên quan
Để xác đương lượng điện hóa của đồng (Cu), một học sinh đã cho dòng điện có cường độ 1,2 A chạy qua bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat ( C u S O 4 ) trong khoảng thời gian 5,0 phút và thu được 120 mg đồng bám vào catôt. Xác định sai số tỉ đối của kết quả thí nghiệm do học sinh thực hiện với kết quả tính toán theo định luật II Fa – ra – đây về điện phân khi lấy số Fa – ra – đay F = 96500 (C/mol), khối lượng mol nguyên tử của đồng A = 63,5 g/mol và hóa trị n = 2
Để xác đương lượng điện hóa của đồng (Cu), một học sinh đã cho dòng điện có cường độ 1,2 A chạy qua bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat (CuSO4) trong khoảng thời gian 5,0 phút và thu được 120 mg đồng bám vào catôt. Xác định sai số tỉ đối của kết quả thí nghiệm do học sinh thực hiện với kết quả tính toán theo định luật II Fa–ra–đây về điện phân khi lấy số Fa–ra–day F = 96500 (C/mol), khối lượng mol nguyên tử của đồng A = 63,5 g/mol và hóa trị n = 2 A. 2,2% B. 2,3% C. 1,3% D. 1,2%
Một bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat ( CuSO 4 ) có anôt bằng đồng. Cho dòng điện không đổi chạy qua bình này trong thời gian 30 phút, khi đó khối lượng của catôt tăng thêm 1,143 g. Xác định cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân. Đồng (Cu) có khối lượng mol là của A = 63,5 g/mol. A. 0,965 A. B. 1,93 A. C. 0,965 mA. D. 1,93 mA.
Xác định khối lượng đồng bám vào catôt của binh điện phân chứa dung dịch đồng sunphat ( C u S O 4 ) khi dòng điện chạy qua bình này trong 1 phút và có cường độ thay đổi theo thời gian với quy luật I = 0,05t (A) với t tính bằng s. Đồng có khối lượng mol là A = 63,5 g/mol và hóa trị n = 2 A. 4,32 mg. B. 4,32 mg C. 29,6 mg. D. 29,6 mg
Xác định khối lượng đồng bám vào catôt của bình điện phân chứa dung dịch đồng sunphat ( C u S O 4 ) khi dòng điện chạy qua bình này trong 1 phút và có cường độ thay đổi theo thời gian với quy luật I = 0,05.t (A). Đồng có khối lượng mol là A = 63,5 g/mol và hoá trị n = 2.
Một bình điện phân chứa dung dịch đồng sunfat C u S O 4 với anot bằng đồng. Khi cho dòng điện không đổi chạy qua bình này trong khoảng thời gian 30 phút, thì thấy lượng đồng bám vào catôt là 1,143 g. Biết đồng có A = 63 , 5 g / m o l ; n = 2 ường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là A. 1,93 mA B. 1,93 A C. 0,965 mA D. 0,965 A
Cho dòng điện có cường độ 0,75 A chạy qua bình điện phân đựng dung dịch C u S O 4 có cực dương bằng đồng trong thời gian 16 phút 5 giây. Đương lượng gam của đồng là 32. Khối lượng đồng giải phóng ra ở cực âm là A. 0,24 kg B. 24 kg C. 0,24 g D. 2,4 kg |
