14. Dòng diện trong chất điện phân
I. Thuyết điện li
Trong dung dịch, các hợp chất hoá học như axit, bazơ 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 dung dịch và trở thành hạt tải điện.
Ta gọi chung những dung dịch và chất nóng chảy (muối hoặc
bazơ nóng chảy) là chất điện phân.
II. Bản chất dòng điện
trong chất điện phân
Dòng điện trong lòng chất điện phân là dòng ion dương và
ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
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 (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.
III. Các hiện tượng diễn
ra ở điện cực. Hiện tượng dương cực tan
Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt
kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.
IV. Các định luật Fa-ra-đây
1. Định luật Fa-ra-đây thứ
nhất
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của
bình giải phóng ở điện điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy
qua bình đó.
m = kq
2. 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 là $\frac{1}{F}$, trong
đó F gọi là số Fa-ra-đây.
$k = \frac{1}{F}.\frac{A}{n}$
F = 96 494 C/mol ≈ 96 500
C/mol.
Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta được công thức Fa-ra-đây:
$m = \frac{1}{96500}.\frac{A}{n}It$
m là khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực,
tính bằng gam, A là khối lượng mol nguyên tử của chất, I tính bằng
ampe, t tính bằng giây, n là hoá trị của nguyên tố tạo ra ion.
V. Ứng dụng của hiện tượng
điện phân
Hiện tượng điện phân được áp dụng trong các công nghệ
luyện kim, hoá chất, mạ điện.