Giáo án giảng dạy bộ môn Vật lý 11 - Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân

Bài 14: Dòng điện trong chất điện phân(Tiết 2)Kiểm tra bài cũCâu 1: Các hạt tải điện trong chất điện phân là gì? * các hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương và ion âm được hình thành do sự phân li các chất tan trong dung dịch điện phân.Câu 2: Bản chất dòng điện trong chất điện phân là gì? * Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau dưới tác dụng của điện trường.Câu 3: Điều kiện để có hiện tượng dương cực tan là gì? * Điều kiện để có hiện tượng dương cực tan là : Kim loại dùng làm atot chính là kim loại trong muối của dung dịch điện phân.I Thuyết điện ly.II. Bản chất dòng điện trong chất điện phân.III. Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan. IV. Các định luật Fa-ra-đây.Kết quả của nhiều thí nghiệm cho thấy: Khối lượng chất giải phóng ra(đi đến )các điện cực :+ Tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân:+ Tỉ lệ thuận với khối 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).Định luật Fa-Ra-Đây thứ nhất.Khối lượng vật chất được giải phóng ra ở các điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. Biểu thức: m = kq+ k là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực.+ q là điện lượng chuyển qua bình điện phân.2. Định luật Fa-Ra Đây thứ hai.Đương lượng điện hoá 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. Biểu thức: k = + A là khối lượng mol nguyên tử + n là hoá trị * Thí nghiệm cho thấy, nếu I tính bằng ampe, t tính bằng giây thì F = 96 494 C/mol (khi tính toán thường lấy chẵn là 96 500 C/mol) Kết hợp hai định luật Farađây ta được công thức Fa-Ra-đây sau:m = 1 A F n . . ItKhoỏi lửụùng chaỏt giaỷi phoựng ụỷ ủieọn cửùc (g)Khoỏi lửụùng mol chaỏt giaỷi phoựng (g/mol)Cửụứng ủoọ doứng ủieọn qua bỡnh ủieọn phaõn (A)Thụứi gian ủieọn phaõn (s) Hoựa trũ cuỷa chaỏt ủửụùc giaỷi phoựng Haống soỏ Fa – ra – ủaõy, F = 96500 (C/mol) V. ứng dụng của hiện tượng điện phân.1. Luyện nhôm.Điện phân nóng chảy nhôm ôxit Al2O3 ta được kim loại Al2. Mạ điện.Vật cần mạ dùng làm cực âm, kim loại cần mạ làm cực dương, dung dịch điện phân là muối của kim loại cần mạ.Bài tập củng cốBài 1: Công thức nào sau đây là công thức đúng của định luật Faraday?	B. m = D.V	Bài 2: Cho dòng điện chạy qua bình điện phân chứa dung dịch CuSO4 có anot bằng Cu.Biết rằng đương lượng điện hoá của Cu k = 3,3.10-7 kg/C. Để catot xuất hiện 0,33 kg đồng , thì điện tích chuyển qua bình phải bằng A. 105C.	B. 106C C. 5.106C	 	 D. 107CBài 3: Một bình điện phân đựng dung dịch AgNO3, cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là I = 1(A). Cho AAg = 108(g/mol), nAg = 1. Lượng Ag bám vào catôt trong thời gian 16 phút 5 giây làA. 1,08(g).	B. 1,08(mg)C. 0,54(g).	D. 1,08(kg).Bài 4: Người ta điện phân dung dịch AgNO3 trong một bình điện phân. Sau một thời gian thấy có 54g Ag được giải phóng ra ở catôt. Cho nAg=1, dũng điện qua bình điện phân là 2A, A = 108g, F = 96500 C/mol. Tính thời gian điện phân ở trên?	GiảiTừ công thức Faraday:	thay số ta có: 	 	 Bài 5: Một tấm kim phẳng loại được đem mạ niken bằng phương pháp điện phân. tính chiều dày của tấm niken trên tấm kim loại sau khi điện phân 30phút. Biết : Diện tích bề mặt kim loại là 40cm2 , cường độ dòng điện qua bình điện phân là 2A, niken có khối lượng riêng là D = 8,9.106 g/m3 , A = 58, n = 2.Coi như niken bám đều trên bề mặt tấm kim loại.	GiảiKhối lượng niken bám vào tấm kim loại trong thời gian điện phân là: Chiều dày lớp mạ được tính như sau: