SỰ CHUYỄN VẬN ĐIỆN TÍCH TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY pot

Phân loại dây dẫn điện: „ Dây dẫn loại 1 : dẫn điện tạo ra do sự chuyển dời có hướng của các electron và lỗ trống.. Ví dụ: các kim loại, các chất bán dẫn „ Dây dẫn loại 2: dẫn điện tạo r

CHƯƠNG 13

SỰ CHUYỂN VẬN ĐIỆN TÍCH TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY

I Sự dẫn điện trong dung dịch điện ly

II Số chuyển vận của ion

III Các phương pháp đo độ dẫn điện và

ứng dụng

I SỰ DẪN ĐIỆN TRONG DUNG DỊCH

ĐIỆN LY

1 Phân loại dây dẫn điện:

„ Dây dẫn loại 1 : dẫn điện tạo ra do sự chuyển

dời có hướng của các electron và lỗ trống.

Ví dụ: các kim loại, các chất bán dẫn

„ Dây dẫn loại 2: dẫn điện tạo ra do sự chuyển

dời có hướng của các ion

Ví dụ: các dd điện ly, các chất điện ly nóng chảy,

các chất điện ly rắn, các khí bị ion hóa

„ Bề mặt điện cực là bề mặt phân chia pha, lànơi tiếp xúc giữa dây dẫn loại 1 và loại 2

Có phản ứng điện hóa xảy ra trên bề mặt điện

cực, thường là phản ứng trao đổi electron.

„ Điện cực catod: bán phản ứng khử xảy ra

Điện cực cho e cho ion hoặc chất nhận e

„ Điện cực anod: bán phản ứng oxi hóa xảy ra

Điện cực nhận e từ ion hoặc chất trong dung dịch

„ Cation: ion dương

Chuyển tới catốt, tức cực âm (dung dịch

catholite)

„ Anion: ion âm

Chuyển tới anốt, tức cực dương (dung dịch

anolite)

2 Định luật Faraday về điện phân:

Định luật 1: Lượng chất bị tách ra hay bị hòa tan khi điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng đi qua

dung dịch điện ly.

m = koI t = koq

m: lượng chất chuyển hóa (g)

I: cường độ dòng (A)

t: thời gian điện phân (s)

q: điện lượng (C)

k o: đương lượng điện hóa (g/C), là lượng chất

bị chuyển hóa khi I = 1A, t = 1s (q = 1C)

Định luật 2:

Điện lượng cần thiết để chuyển hóa 1 đương

lượng gam một chất bất kỳ khi điện phân là 1

Faraday điện.

Ỵ q= 1 C ↔ m = k o (1 đương lượng điện hóa)

Ỵ q= 1 F ↔ m = M/n (1 đương lượng gam)

1 C (coulomb) = 1 A.s ; 1 F (Faraday) = 96500 C

l R

Độ dẫn riêng

Độ dẫn điện

Điện trở

ĐỘ DẪN ĐIỆN

3 Độ dẫn điện riêng:

là độ dẫn điện của 1cm3 dd đặt giữa hai điện cựcphẳng song song có cùng diện tích, cách nhau 1cm

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ dẫn riêng:

α, β là các hệ số nhiệt độ của độ dẫn điện,

phu ïthuộc bản chất chất điện ly

β = 0,0163(α – 0,0174) acid mạnh: α = 0,0164

bazơ mạnh: α = 0,0190 muối: α = 0,0220

09:24 C

Ảnh hưởng của nồng độ chất điện ly:

Khi C tăng: χ ↑ rồi χ ↓

„ Chất điện ly mạnh:

χ thay đổi nhiều

„ Chất điện ly yếu:

χ thay đổi ít

4 Độ dẫn điện đương lượng:

là độ dẫn điện của V cm 3 dd chứa 1 đương lượng

chất điện ly nằm giữa hai điện cực phẳng song song nhau, cùng diện tích, cách nhau 1cm

„ Chất điện ly mạnh: λ ↓ chậm

λ = f(C 1/2 ) là đường thẳng.

„ Chất điện ly yếu: λ ↓ nhanh

λ = f(C 1/2 ) là đường cong.

C ↑ ⇒ λ ↓ λ = λ∝ − A C

Định luật Kohlrausch 1:

C

A

− λ

=

λ∝: độ dẫn điện đương lượng giới hạn khi dung dịch vô cùng loãng, C → 0.

A là đại lượng thực nghiệm

Pt này dùng cho dung dịch chất điện ly mạnh.

Tốc độ chuyển động của ion và

độ dẫn điện

„ Gọi v + , v_ _ là tốc độ chuyển vận của các ion(cm/s)

phụ thuộc bản chất các ion, cường độ điện trườngngoài và nồng độ, nhiệt độ, độ nhớt, …

(cm/s)

với v o+ , v o- (cm2/giây.vôn) là hệ số tỉ lệ,

là tốc độ tuyệt đối của các ion (linh độ ion) khi

1000

α

+

v S C

Số đlượng cation trong 1cm3: C.α/1000 (đlg/cm3)

Số đương lượng cation chuyển qua tiết diện S (cm2) trong 1s:

(v +v + )

1000

α

− + −

Tổng điện lượng chuyển bởi ion 2 loại:

Điện lượng chuyển bởi cation và anion:

v

1000

α

+ + = S C

1000

α

−

− = S C

( v v ) F 0+ + 0−

α

= λ

Chất điện ly yếu:

Chất điện ly mạnh:

α = 1 λ λ= + + λ−

λλ

là độ dẫn điện đương lượng của ion

Với dung dịch vô cùng loãng

chất điện ly mạnh và yếu:

là độ dẫn điện đương lượng giới hạn

= λ của dd vô cùng loãng

Định luật Kohlrausch II về sự chuyển động

độc lập của các ion trong dung dịch

Đối với dd vô cùng loãng, hiệu độ dẫn điện đương lượng của hai muối có chung một ion là

đại lượng không đổi

Cách xác định λ∝ của chất điện ly yếu:

Từ λ∝ của chất điện ly mạnh có thể suy ra

λ∝ của chất điện ly yếu

II SỐ VẬN CHUYỂN (Số tải của ion)

i i

i

q t

q q

là phần điện lượng mang bởi một ion qua

dung dịch điện ly

Nếu dung dịch chỉ có hai loại ion:

Vì số tải phụ thuộc tốc độ chuyển động của tất

cả các ion có trong dung dịch nên:

số tải của một dạng ion sẽ khác nhau ở các chất

điện ly khác nhau

0,170 0,670

0,604 0,506

t

Cl-HCl LiCl

NaCl KCl

Chất

điện ly

Phương pháp Hittorf xác định số tải

Nguyên tắc của phương pháp:

Khi cho 1 điện lượng q đi qua dd, tại ngăn catod

và ngăn anod sẽ có sự biến thiên nồng độ

Δn catod , Δn atod phụ thuộc vào

- tốc độ các ion

- số vận tải của các ion

- phản ứng hóa học xảy ra trên các điện cực

Tìm phương trình tính Δn catod , Δn atod theo q

⇒ tính được số tải

III Phương pháp đo độ dẫn điện

„ Sơ đồ cầu Weston

R A

3

2 1

Ứng dụng của pp đo độ dẫn điện

„ Trong điện phân, xác định độ dẫn có ý nghĩatrong tiết kiệm điện năng

„ Xác định hàm lượng muối trong dung dịch

„ Xác định bậc axit

„ Xác định độ hòa tan của các chất điện ly

„ Xác định độ hòa tan của các chất điện ly khótan

„ Định phân điện dẫn

Định phân điện dẫn

Đường định phân điện dẫn

a) Chuẩn độ HCl bằng NaOH

b) Chuẩn độ axit yếu bằng NaOH

Bài tập

1, 10, 11, 12, 13, 14, 15,16