Một bình điện phân đựng CuSO4 với các cực điện cực đều bằng đồng. Sau thời gian t = 1 h, tính khối lượng đồng bám vào catot.

Hiện tượng điện phân

a/Định nghĩa hiện tượng điện phân:

Hiện tượng điện phân là hiện tượng xuất hiện các phản ứng phụ  ở các điện cực khi cho dòng điện một chiều qua bình điện phân.

b/Công thức Faraday về chất điện phân

$m=\frac{AIt}{Fn}$

Chú thích:

$m$: khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực khi điện phân $\left(g\right)$

$F=96500 C/mol$: số Faraday

$A$: khối lượng mol nguyên tử của nguyên tố $\left(kg\right)$

$n$: hóa trị của nguyên tố

$I$: cường độ dòng điện trong dung dịch điện phân $\left(A\right)$

$t$: thời gian điện phân $\left(s\right)$

 

c/Ứng dụng:

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,...

1. Luyện nhôm

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 vào khoảng 10000A.

 

2. Mạ điện

Bể điện phân có cực dương là một tấm kim loại để mạ, cực âm là vật cần mạ, chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.

 

Michael Faraday (1791 - 1867)

$I, I_0$ Cường độ dòng điện hiệu dụng và cực đại trong mạch $\left(A\right)$.

$U,U_0$Hiệu điện thế hiệu dụng và cực đại trong mạch $\left(V\right)$.

$R$ Điện trở $\left(\Omega \right)$

Trong đó:

R: điện trở của dây dẫn $\left(\Omega \right)$.

$\rho$: điện trở suất của dây dẫn $(\Omega .m)$.

l: chiều dài của dây dẫn (m).

S: tiết diện của dây dẫn ($m^2$).

Ý nghĩa: Hằng số Faraday là điện lượng đi qua dung dịch điện phân làm sinh ra một mol chất đơn hóa trị ở điện cực.

Được tính bằng tích của hằng số Avogadro và điện tích electron.

Giá trị $F$ được đo lần đầu tiên bằng cách đo lượng bạc lằng đọng khi điện phân , trong đó dòng điện và thời gian được đo và vận dụng định luật Faraday để tính.

 

Khái niệm:

Thời gian t là thời gian vật tham gia chuyển động từ vị trí này đến vị trí khác theo phương chuyển động của vật.

 

Đơn vị tính: giây (s), phút (min), giờ (h).

 

Khái niệm:

Khối lượng vừa là một đặc tính của cơ thể vật lý vừa là thước đo khả năng chống lại gia tốc của nó (sự thay đổi trạng thái chuyển động của nó) khi một lực ròng được áp dụng. Khối lượng của một vật thể cũng xác định sức mạnh của lực hấp dẫn của nó đối với các vật thể khác. Đơn vị khối lượng SI cơ bản là kilogram.

 

Trong một số bài toán đặc biệt của Vật Lý, khi mà đối tượng của bài toán có kích thước rất nhỏ (như tính lượng kim loại giải phóng ở bình điện phân, xác định số mol của một chất v....v...). Người ta sẽ linh động sử dụng "thước đo" phù hợp hơn cho khối lượng làm gam.

 

Đơn vị tính: 

Kilogram - viết tắt (kg)

Gram - viết tắt (g)

 

 

 

 

Khái niệm:

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện.

 

Đơn vị tính: Ampe $\left(A\right)$

 

 

Khái niệm:

- Hằng số Faraday là tích giữa điện tích cơ bản e với hằng số Avogadro.

- Hằng số Faraday là điện lượng đi qua dung dịch điện phân làm thoát ra ở điện cực 1 mol chất đơn hoá trị.

- Quy ước: F = 96485.33212... C/mol (thường được lấy chẵn là 96500 $C/mol$).

 

Đơn vị tính: C/mol

 

Michael Faraday sinh ngày 22/9/1791

 

Khái niệm:

A là khối lượng mol của chất thu được ở điện cực.

 

Đơn vị tính: g/mol

 

 

Khái niệm:

Hóa trị của nguyên tố là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) của nguyên tố này với nguyên tử của nguyên tố khác.

 

Đơn vị tính: không có

 

Bảng hóa trị của một số nguyên tố thường gặp.