Sự Điện Phân

Sự điện phân là quá trình oxi hóa khử xảy ra ở trên bề mặt các điện cực khi có dòngđiện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. Sự điện phân là quá trình sử dụng điện năng để tạo ra sự biến đổi hóa học.- Tại catot (cực âm): xảy ra quá trình khử (chất oxi hóa nhận electron).- Tại anot (cực dương): xảy ra quá trình oxi hóa (chất khử nhường electron)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sự Điện PhânSự Điện PhânChủ nhật, 12 Tháng 7 2009 17:48 Thầy Trung HiếuI. KHÁI NIỆM VỀ SỰ ĐIỆN PHÂNSự điện phân là quá trình oxi hóa khử xảy ra ở trên bề mặt các đi ện c ực khi có dòngđiện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung d ịch chất điện li.Sự điện phân là quá trình sử dụng điện năng đ ể tạo ra s ự bi ến đ ổi hóa h ọc.- Tại catot (cực âm): xảy ra quá trình khử (chất oxi hóa nhận electron).- Tại anot (cực dương): xảy ra quá trình oxi hóa (chất kh ử nh ường electron).II. SỰ ĐIỆN PHÂN CÁC CHẤT ĐIỆN LI1. Điện phân nóng chảyThường dùng để điện phân một số muối (chủ yếu muối halogenua), axit, hidroxit c ủakim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm nhằm mục đích điều chế các kim loại đó và một số phikim như Cl2, O2...a. Điện phân nóng chảy muối halogenuab. Điện phân nóng chảy oxit kim loạic. Điện phân nóng chảy hidroxit kim loại2. Điện phân dung dịch chất điện li trong nước- Khi điện phân dung dịch, ngoài các ion của ch ất đi ện phân, còn có s ự tham gia c ủacác ion H+, OH- (do H2O điện li) và bản thân kim loại làm điện cực.a. Ở catot: Cation nào có tính oxi hóa càng mạnh càng d ễ b ị kh ử.- Nếu Mn+ → Al3+ (có mặt các cation từ Al3+ trở về trước dãy điện hóa kim loại) tức tínhoxi hóa Mn+ > H+.Lúc đó: Ion Mn+ sẽ bị khử: Mn+ + ne → Mb. Ở anot: Anion nào có tính khử càng mạnh càng d ễ b ị oxi hóa.- trường hợp anot trơ: (C, Fe, Pt)+ Nếu có mặt các anion Am- : I-, Br-, Cl-, S2-, RCOO-,....Tính khử Am- >> H2O nên Am- sẽ bị oxi hóa:2Cl- → Cl2 + 2e2RCOO- → R-R + 2CO2 + 2e+ Nếu có mặt các anion Am- : SO42-, NO3- ...Tính khử Am- Cu→ Cu2+ + 2eZn → Zn2+ + 2eDo đó: Nếu anot làm bằng kim loại mà ion của nó có mặt trong các dung dịch thì khiđiện phân anot sẽ bị hòa tan tạo ra các ion dương M n+, các ion dương này đi vào dungdịch để bổ sung cho số ion dương đã bị giảm. Hiện tượng đó gọi là hiện t ượng d ươngcực tan.3. Điện phân hỗn hợpNguyên tắc: khi điện phân nóng chảy hoặc dung dịch hỗn hợp nhi ều ion thì cation nàodễ bị khử và anion nào dễ bị oxi hóa sẽ được điện phân trước.- Tại catot: cation điện phân theo thứ tự:Ion kim loại yếu > H+ > Ion kim loại trung bình > H2)- Tại anot: anion điện phân theo thứ tự:S2- > I- > Br- > RCOO- > OH- > H2O4. Điện phân các dung dịch chứa trong các bình điện phân mắc n ối ti ếp- Cường độ dòng điện một chiều và thời gian điện phân ở các bình nh ư nhau nên s ựthu hoặc nhường electron ở các điện cực cùng tên phải nh ư nhau.- Kim loại bám vào các cực catot có tỉ lệ mol với nhau (t ỉ lệ này ph ụ thu ộc vào hóa tr ịcác chất).5. Biểu thức FaradayLượng đơn chất giải phóng ở điện cực được xác định bằng bi ểu th ức:Trong đó:mx là khối lượng đơn chất X giải phóng ở điện cực (gam).A là khối lượng mol của chất X.I là cường độ dòng điện (A).t là thời gian điện phân (s).Q = I.t là điện lượng qua bình điện phân (C).n là số e tham gia phản ứng ở điện cực.F là hằng số Faraday(t tính theo giây: F = 96500, t tính theo gi ờ thì F = 26,8).III. ỨNG DỤNG CỦA SỰ ĐIỆN PHÂN1. Điều chế các kim loạiMột số kim loại dù có thế điện cực chuẩn âm nhưng vẫn có thể điều ch ế bằng ph ươngpháp điện phân dung dịch muối của chúng.2. Điều chế một số phi kim: như H2, O2, F2, Cl2....3. Điều chế một số hợp chất: như KMnO4, NaOH, H2O2,...4. Tinh chế một số kim loại: Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au,...5. Mạ điện: điện phân với anot tan cũng được dùng trong kỹ thuật mạ đi ện, nhằm bảovệ kim loại khỏi bị ăn mòn và tạo vẻ đẹp cho vật mạ.Lần cập nhật cuối ( Chủ nhật, 12 Tháng 7 2009 18:13 )