Dòng điện trong chất điện phân là một kiến thức của vật lý lớp 11 vô cùng quan trọng. Sau đây bạn hãy cùng với chúng tôi đi tìm hiểu về kiến thức dòng điện trong chất điện phân này trong bài viết sau đây của chúng tôi nhé.
Tham khảo thêm:
Dòng điện trong chất điện phân là gì?
Bản chất của dòng điện trong chất điện phân
Thuyết điện ly
– Trong dung dịch, những hợp chất hóa học như bazơ, axit và muối bị phân li (có thể là phân li 1 phần hoặc toàn bộ) thành những nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có tích điện được gọi là ion. Những ion này có thể chuyển động tự do trong dung dịch và biến thành hạt tải điện.
Bản chất dòng điện trong chất điện phân
– Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường.
– Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
– Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo. Tới điện cực chỉ có các Êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.
- ion dương chạy về phía catot nên gọi là cation.
- ion âm chạy về phía anot nên gọi là anion.
Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
– 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 catôt: Cu2+ + 2e- → Cu
- Ở catôt: 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 nên:
- Các ion sẽ chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với dung môi hoặc với chất làm điện cực gây nên các phản ứng hóa học. Phản ứng hóa học này được gọi là phản ứng phụ trong hiện điện phân.
- Hiện tượng dương cực bị tan chảy diễn ra khi các anion di chuyển tới anôt kéo theo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.
Các định luật Fa-Ra-Đây
Định luật Fa-Ra-Đây thứ nhất
– Khối lượng vật chất sẽ được giải phóng ở điện cực của bình điện phân theo tỉ lệ thuận với điện trường chạy qua bình đó. Chúng ta có công thức như sau:
m = k.q
Định luật Fa-Ra-Đây thức hai
– Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam 
có đáp án của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 
, trong đó F gọi là số Fa-ra-đây.
– Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây:
=> Trong đó:
- F = 96500 C/mol
- A là khối lượng phân tử
- n là hóa trị
- m là khối lượng chất được giải phóng ở điện cực (g)
- I là cường độ dòng điện (A)
- t là thời gian dòng điện chạy qua (s)
Ứng dụng của dòng điện trong điện phân
Luyện kim
- Công nghệ luyện nhôm chủ yếu sẽ dựa nhiều vào hiện tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy.
- Bể điện phân có cực âm bằng than, cực dương là quặng nhôm nóng chảy. Chất điện phân là muối nhôm được nóng chảy, dòng điện chạy qua khoảng 104A.
Mạ điện
- Bể điện phân có anot là một tấm kim loại để mạ và catot là một vật cần mạ.
- Chất điện phân thường thường sẽ là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện qua bể mạ được chọn một cách thích hợp và kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.
