Thế nào là hiện tượng dương cực tan
|
 Show
Hiện tượng dương cực tan: là hiện tượng cực dương bị tan ra vào trong dung dịch xảy ra khi kim loại làm cực dương trùng với kim loại của muối trong dung dịch chất điện phân. Trang trực tuyến chia sẻ và giải thích các sự vật hiện tượng trong cuộc sống. Hãy cùng tìm hiểu nguyên nhân của hiện tượng dương cực tan là gì, qua trình xảy ra và diễn biến của hiện tượng này là như thế nào? Tại sao gọi là dương cực tan?Giải thích hiện tượng dương cực tan dựa trên thí nghiệm (VD: cực dương bằng đồng – Cu, dung dịch điện phân là CuSO4 (hoặc một loại muối đồng khác) thì xảy ra hiện tượng dương cực tan, Cực dương bằng Bạc -Ag, dung dịch điện phân là AgNO3 (hoặc muối bạc khác) thì xảy ra hiện tượng dương cực tan.)
Tham khảo về: Hiện tượng thiên nhiên bí ẩn
Đồng (Cu) tan ra từ cực dương sẽ hòa tan vào trong dung dịch điện phân Đồng (Cu) trong dung dịch điện phân sẽ bám vào kim loại ở cực âm, không phải đồng (Cu) từ cực dương chạy qua bám vào cực âm. Nếu chất điện phân là dung dịch H2SO4 và các điện cực làm bằng graphit (hoặc inox). Phân tử H2SO4 bị phân li thành H+ và (SO4)2-. Graphit (các bon) dẫn điện nhưng không tạo thành ion có thể tan vào dung dịch khi điện phân nên các phản ứng ở điện cực phức tạp hơn. Kết quả thu được là chỉ có nước bị phân tách thành H2 và O2 . Phương pháp điện phân nước trên thu được Oxi ứng dụng tạo ra oxi cho thủy thủ sống trên tàu ngầm.
Những món quà bạn không thể bỏ lỡ…! Nếu bạn đang cần tìm một món quà thật hoàn hảo “CÓ 1 KHÔNG 2” cho mình hoặc dành tặng một ai đó mà bạn thực sự muốn làm hài lòng họ, thì đây là sự lựa chọn tuyệt vời nhất hiện nay tại Việt nam: Nên tặng quà gì ý nghĩa VPEC là trang thông tin trực tuyến bổ ích chia sẻ cho bạn đọc nhiều kiến thức quan trọng và tiện ích trong cuộc sống. Bài viết này chúng ta đã được hiểu về bản chất của hiện tượng dương cực tan là gì? Giải thích nguyên nhân gây ra hiện tượng này là như thế nào? Category: Giải thích các hiện tượng lạ
I - BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN
Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường - Chất điện phân: là dung dịch muối, axít, bazơ có khả năng phân li thành ion âm, ion dương. - 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 electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.
II - CÁC HIỆN TƯỢNG DIỄN RA Ở ĐIỆN CỰC. HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN - Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anốt làm bằng chính kim loại ấy + Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hoá học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. + Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của diện cực vào trong dung dịch. + Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong mạch tuân theo định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần. - Hiện tượng giải phóng khí H2 và O2 ở hai điện cực + Điều kiện: Dung dịch chất điện phân là H2SO4 , các điện cực được làm bằng Cacbon hoặc inox. + Dung dịch chất điện phân: \({H_2}S{O_4} \to {H^ + } + {(S{O_4})^{2 - }}\) Cực dương dẫn điện nhưng không thể tan vào trong dung dịch điện phân nên các hiện tượng vật lí và hóa học diễn ra ở điện cực phức tạp hơn. Kết quả cuối cùng nước trong dung dịch điện phân bị tách thành H2 và O2 dịch chuyển về hai đầu điện cực. Ứng dụng của phương pháp trên dùng để điện phân nước biển tạo ra H2 và O2 dùng trong các tàu ngầm hoạt động lâu dưới đáy biển.
III - CÁC ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY
* Định luật Fa-ra-đây thứ nhất Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó. \(m = kq\) k gọi là đương lượng điện hóa, phụ thuộc vào bản chất của chất được giải phóng ra ở cực. - Trong hệ SI, đơn vị của k là: kg/C * Định luật Fa-ra-đây thứ hai: Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam \(\frac{A}{n}\) của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ \(\frac{1}{F}\), trong đó F gọi là số Fa-ra-đây. \(k = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}\) Kết quả thí nghiệm cho thấy: F ≈ 96500 C/mol. * Công thức Fa-ra-đây : \(m = \frac{1}{F}\frac{A}{n}q = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}It\) Trong đó: + m là chất được giải phóng ở điện cực (g) + I - cường độ dòng điện không đổi đi qua bình điện phân (A) + t: thời gian dòng điện chạy qua bình (s)
IV - ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN - Điều chế hóa chất: Clo, hiđrô, xút (NaOH) bằng cách điện phân dung dịch muối ăn - Luyện kim: Dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại - Mạ điện: Dùng phương pháp điện phân + Vật cần được mạ dùng làm cực âm + Kim loại dùng để mạ làm cực dương + Chất điện phân là dung dịch muối của kim loại dùng để mạ Đáp án: Giải thích hiện tượng dương cực tan +,Hiện tượng dương cực tan: là hiện tượng cực dương bị tan ra vào trong dung dịch xảy ra khi kim loại làm cực dương trùng với kim loại của muối trong dung dịch chất điện phân. (VD: cực dương bằng đồng – Cu, dung dịch điện phân là CuSO4 (hoặc một loại muối đồng khác) thì xảy ra hiện tượng dương cực tan, Cực dương bằng Bạc -Ag, dung dịch điện phân là AgNO3 (hoặc muối bạc khác) thì xảy ra hiện tượng dương cực tan.) *) Lưu ý Đồng (Cu) tan ra từ cực dương sẽ hòa tan vào trong dung dịch điện phân Đồng (Cu) trong dung dịch điện phân sẽ bám vào kim loại ở cực âm, không phải đồng (Cu) từ cực dương chạy qua bám vào cực âm. Nếu chất điện phân là dung dịch H2SO4 và các điện cực làm bằng graphit (hoặc inox). Phân tử H2SO4 bị phân li thành H+ và (SO4)2-. Graphit (các bon) dẫn điện nhưng không tạo thành ion có thể tan vào dung dịch khi điện phân nên các phản ứng ở điện cực phức tạp hơn. Kết quả thu được là chỉ có nước bị phân tách thành H2 và O2 . Phương pháp điện phân nước trên thu được Oxi ứng dụng tạo ra oxi cho thủy thủ sống trên tàu ngầm.
Hiện tượng dương cực tan là gì Lời giải: - Ta xét 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 catốt: Cu2+ + 2e- → Cu + Ở anốt: 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: - Các ion chuyển động về các điện cực có thể tác dụng với chất làm điện cực hoặc với dung môi tạo nên các phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. - Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anot kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch. Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiến thức về bài học Lý thuyết dòng điện trong chất điện phân nhé - Trong dung dịch, các hợp chất hoá học nư axit, bazo và muối bị phân li (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi là ion, ion có thể chuyển động tự do trong các dung dịch và trở thành hạt tải điện I. Bản chất dòng điện trong chất điện phân- Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau. - Ion dương chạy về phía catôt nên gọi là cation, ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion. - Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất (theo nghĩa hẹp) đi theo. Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân II. Các định luật Fa-Ra-ĐâyVì dòng điện trong chất điện phân tải điện lượng cùng với vật chất (theo nghĩa hẹp) nên khối lượng chất đi đền điện cực: - Tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình điện phân - Tỉ lệ thuận với khố 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 ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó m = kq - Trong đó: k gọi là đương lượng điện hoá của chất được giải phóng ở điện cực. Định luật Fa-ra-đây thứ hai - Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/ncủa nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F, trong đó F gọi là số Fa-ra-đây - Thí nghiệm cho thấy, nếu I tính bằng ampe, t tính bằng giây thì: F = 96 494 C/mol - Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây - m là lượng chất được giải phóng ở điện cực, tính bằng gam. III. Ứng dụng của hiện tượng điện phânMột số ứng dụng của hiện tượng điện phân: - Điều chế hoá chất: điều chế clo, hiđrô và xút trong công nghiệp hoá chất. 1. Luyện kim - Người ta dựa vào hiện tượng dương cực tan để tinh chế kim loại. Các kim loại như đồng, nhôm, magiê và nhiều hoá chất được điều trực tiếp bằng phương pháp điện phân - Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy. - 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 chạy qua khoảng 104A. 2. Mạ điện - Người ta dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kom loại không gỉ như crôm, niken, vàng, bạc... lên những đồ vật bằng kim loại khác - Bể điện phân có anot là một tấm kim loại để mạ, catot là vật cần mạ. - Chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện qua bể mạ được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ. |
