Giáo án môn Vật lý 11 - Bài 19: Dòng điện trong chất điện phân định luật faraday

Tiết
29 + 30
Bài 19. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
 ĐỊNH LUẬT FARADAY
MỤC TIÊU
-	Hiểu hiện tượng điện phân, bản chất dòng điện trong chất điện phân, phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân, hiện tượng cực dương tan.
-	Hiểu và vận dụng được định luật Fa-ra-đây.
-	Hiểu nguyên tắc mạ điện, đúc điện, tinh chế và điều chế kim loại.
CHUẨN BỊ
Giáo viên:
-	Bộ dụng cụ thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân.
-	Dụng cụ thí nghiệm để thiết lập định luật Ôm khi có hiện tượng cực dương tan.
-	Vẽ phóng to các H19.1,19.2,19.3,19.4 và bảng 19.1 SGK.
- Các TN ảo về hiện tượng cực dương tan, hình mô phỏng chuyển động của các ion trong dung dịch điện phân.
Học sinh: 
-	Ôn lại tác dụng hoá học của dòng điện và sự điện li trong SGK Hoá học.
TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Nội dung
Hoạt động 1. Kiểm tra bài cũ
Trả lời
Đặt câu hỏi
Hoạt động 2. Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
Quan sát
Kết luận chung cho các trường hợp muối, axit, bazơ nói chung.
G thiệu dụng cụ TN và mục đích TN.
Tiến hành thí nghiệm.
lưu ý hướng dẫn HS quan sát điện kế để rút ra kết luận trong các trường hợp khi trong bình B chỉ có nước cất và sau khi hoà tan một ít muối ăn vào nước cất. 
1. Thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân
a. Thí nghiệm: Nhúng hai điện cực vào bình B chứa nước cất và ung dịch muối ăn NaCl.
b. Kết quả:
Với nước cất: Không có dg qua.
Với dung dịch NaCl thì có dg chạy qua
c. Kết luận:
- Nước cất là điện môi.
- Dung dịch NaCl là chất dẫn điện.
Các dung dịch muối, axit, bazơ gọi là các chất điện phân.
Các muối nóng chảy cũng là chất điện phân.
Hoạt động 3. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
 Khi chưa có điện trường ngoài các ion chuyển động hốn loạn và khi đã có điện trường ngoài, ion dương chuyển động cùng chiều điện trường, ion âm chuyển động ngược chiều điện trường.
YC HS nhắc lại sự điện li đã học trong môn hoá.
Đặt vấn đề: hạt tải điện trong dung dịch điện phân là những hạt nào?
Gv giải thích cho Hs hiểu nguyên nhân hai quá trình phân li và tái hợp, nhưng số lượng phân tử phân li và tái hợp không bằng nhau, số cặp ion tạo thành mỗi giây tăng khi nhiệt độ tăng => độ dẫn điện tăng theo nhiệt độ.
 Khi chưa có điện trường ngoài và khi đã có điện trường ngoài, chuyển động của các hạt mang điện này như thế nào?
2. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
-Trong dung dịch điện phân có sự phân li và sự tái hợp xảy ra đồng thời.
+ Sự phân li: Khi muối, axit, bazơ tan trong nước chúng dễ dàng tách ra thành các ion trái dấu. Quá trình này gọi là sự điện li.
+ Sự tái hợp: Trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn, một số ion dương có thể kết hợp lại với các ion âm khi va chạm, trở thành phân tử trung hòa. Quá trình này gọi là sự tái hợp.
- Độ dẫn điện của chất điện phân tăng theo nhiệt độ.
- Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương cùng chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
Hoạt động 4. Phản ứng phụ trong chất điện phân
 các ion âm nhường e cho điện cực dương; các ion dương nhận e từ điện cực âm.
 GV đặt vấn đề: khi các ion di chuyển đến các điện cực thì có xảy ra hiện tượng gì không?
Gợi ý cho Hs có dư và thiếu êlectron giữa các ion và các điện cực.
3. Phản ứng phụ trong chất điện phân
Các ion chuyển đến hai cực có thể nhận hoặc nhường electron cho điện cực để trở thành nguyên tử hay phân tử trung hòa, bám vào điện cực hoặc bay lên dưới dạng khí. Chúng cũng có thể tác dụng với điện cực và dung môi gây ra các phản ứng hóa học gọi là các phản ứng phụ hay phản ứng thứ cấp.
Hoạt động 5.
 Cực dương bị ăn mòn, cực âm có chất bám vào.
 Một phần nhỏ chuyển thành nhiệt năng, và một phần khác chuyển thành hoá năng.
 Cho HS quan sát TN ảo. Nhận xét gì về hai cực của bình điện phân?
G thiệu kết quả TN bảng 19.1 và hình 19.4
 Điện năng cung cấp cho bình được chuyển hoá thành những dạng năng lượng nào?
4. Hiện tượng cực dương tan:
a. Thí nghiệm:
Bình điện phân có cực dương làm bằng đồng, cực âm làm bằng than chì.
Cho dòng điện chạy qua, sau một thời gian ta thấy cực Cu bị ăn mòn và cực than có một lớp đồng bám lên.
b. Hiện tượng cực dương tan xảy ra khi điện phân dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy
c. Định luật Ôm đối với chất điện phân
- Khi có hiện tượng cực dương tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm.
- Khi không có hiện tượng cực dương tan thì bình điện phân là 1 máy thu điện, dòng điện qua bình thuân theo định luật Ôm đối với máy thu.
Hoạt động 6. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
Ghi nhận
Trình bày cho HS 2 định luật Fa-ra-đây như SGK.
5. 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 chuyển qua bình đó.
 m = kq
trong đó: k= 1,118.10-6kg/C: đương lượng điện hóa, phụ thuộc vào bản chất của chất được giải phóng ra ở điện cực.
b. Định luật II Fa-ra-đây:
Đương lượng điện hóa của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó
k = c.A/n
trong đó: 1/c = F ≈ 96 500 C/mol.
c. Công thức Fa-ra-đây về điện phân:
trong đó: I là cường độ dòng điện không đổi chạy qua bình điện phân (A)
 t là thời gian dòng điện chạy qua bình (s)
 m là khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực (g).
Hoạt động 7. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
HS kể ra các ứng dụng mà em biết
G thiệu ứng dụng của hiện tượng điện phân.
Cho HS quan sát hình vẽ và nêu sơ lược vai trò của từng ngành trong nền công nghiệp nước ta.
6. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
- Điều chế hóa chất.
- Luyện kim.
- Mạ điện.
Hoạt động 8. Củng cố
Trả lời
Đặt câu hỏi
- Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân.
-Mô tả hiện tượng cực dương tan.
-Phát biểu các định luật Fa-ra-đây, viết biểu thức của các định luật này.
-Nêu các ứng dụng của hiện tượng điện phân.
Hoạt động 9. Giao nhiệm vụ về nhà
Ghi nhớ
Dặn BTVN
HD HS giải BT 3
BT 1 - 3