Một số công thức sử dụng trong điện phân - Hoá 12

Từ điển Hoá 12| Các dạng bài tập Hoá 12

Pin điện và điện phân - Từ điển Hoá 12

Một số công thức sử dụng trong điện phân - Hoá 12

Định luật Faraday

Nội dung chính

1. Điện phân nóng chảy

2. Điện phân dung dịch

3. Một số công thức sử dụng trong điện phân

4. Bài tập vận dụng

1. Điện phân nóng chảy

- Ở trạng thái nóng chảy, các tinh thể chất điện phân bị phá vỡ thành các ion chuyển động hỗn loạn. Khi có dòng điện một chiều chạy qua:

+ Ion dương chạy về cathode (cực âm) nhận electron (bị khử).

+ Ion âm chạy về anode (cực dương) và nhường electron (bị oxi hoá).

Ví dụ 1: Điện phân sodium chloride (NaCl) nóng chảy điều chế Na.

* Ở cực dương (anode): sự oxi hoá ion Cl^- thành Cl₂: $C l^{-} \to \frac{1}{2} C l_{2} + e$

* Ở cực âm (cathode): sự khử ion Na⁺ thành Na: $N a^{+} + 1 e \to N a$

* Phương trình điện phân:

2. Điện phân dung dịch

Cathode (-) chứa ion dương (cation)

Anode (+) chứa ion âm (anion)

Thứ tự khử ở cathode:

Au³⁺ > Ag⁺ > Hg²⁺ > Cu²⁺ > H⁺ > H₂O.

(Chỉ có ion kim loại sau Al³⁺ mới bị khử)

Mⁿ⁺ + ne $\to$ M (M sau Al)

Hết Mⁿ⁺ thì H₂O bị khử

2H₂O+ 2e $\to$ H₂ + 2 $O H^{-}$ (pH >7)

Thứ tự oxi hoá ở anode:

$S^{2 -} > I^{-} > B r^{-} > C l^{-} > O H^{-} > H_{2} O$

(Các anion như $N O_{3}^{-}$ , $S O_{4}^{2 -}$ , $P O_{4}^{3 -}$ , $C O_{3}^{2 -}$ , $F^{-}$ , $C l O_{4}^{-}$ coi như không bị điện phân).

$S^{2 -}$ $\to$ S + 2e

2X^- → X₂ + 2e ( X=Cl, Br, I)

4 $O H^{-}$ $\to$ O₂ + 2H₂O + 4e

Hết $C l^{-}$ , $O H^{-}$ nước bị oxi hoá:

2H₂O $\to$ O₂ + 4H⁺+ 4e (pH<7)

3. Một số công thức sử dụng trong điện phân

Định luật Faraday: $m = \frac{A . I . t}{n . F}$

Trong đó: m khối lượng chất thu dược ở điện cực (gam)

A là khối lượng mol nguyên tử thu được ở điện cực (amu)

n là số electron nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận.

I là cường độ dòng điện (A)

t là thời gian điện phân (s)

F là hằng số Faraday (F = 965000)

Bước 1: Tính n e trao đổi = $\frac{I . t}{F}$

Bước 2: Viết quá trình điện phân xảy ra ở 2 điện cực

Bước 3: Tính lượng chất đã điện phân hoặc lượng chất thu được sau điện phân.

Chú ý: V _khí = V _{khí (anode)} + V _{khí (cathode)}

m _{dung dịch giảm} = m _{kim loại} + m _{khí thoát ra}

m _cathode = m _{kim loại.}

4. Bài tập vận dụng

00:00 Đã làm 0/3 câu

Luyện tập

Con hãy điền từ / cụm từ/ số thích hợp vào các ô trống

Người ta mạ nickel lên mặt vật kim loại bằng phương pháp mạ điện, dung dịch điện phân chứa NiSO₄, cực dương là Ni kim loại, cực âm là vật kim loại cần mạ. Nếu dòng điện có cường độ 1,5 A chạy qua dung dịch trong 2 giờ thì khối lượng nickel được mạ lên vật là bao nhiêu? (Cho biết khối lượng mol của Ni = 58,7 g/mol, hằng số Faraday F = 96500 C/mol, hiệu suất quá trình điện phân là 100%). (Kết quả làm tròn đến hàng phần mười)

Đáp án:

Gợi ý Câu hỏi tiếp theo

Báo lỗi