Lớp 12 Hóa học 12

Định luật Faraday

Định luật Faraday được áp dụng trong dạng bài tập điện phân điều chế kim loại Hóa học. Nội dung chi tiết đưa ra công thức Faraday kèm theo các ví dụ bài tập minh họa. Giúp bạn đọc nắm được nội dung ôn tập củng cố từ đó luyện tập các câu hỏi ôn thi THPT Quốc gia dựa vào các bài tập luyện tập. 

1. Phát biểu định luật Faraday

Khối lượng chất giải phóng ở mỗi điện cực tỉ lệ với điện lượng đi qua dung dịch và đương lượng của chất.

2. Công thức Faraday

Công thức Faradaym = \frac{{A.I.t}}{{n.F}}

Trong đó:

m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)

A: khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực

n: số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận

I: cường độ dòng điện (A)

t: thời gian điện phân (s)

F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở catot hoặc ở anot (F = 1,602.10-19.6,022.1023 ≈ 96500 C.mol-1)

Biểu thức liên hệ

Q = I.t = 96500.ne

=> {n_e} = \frac{{I.t}}{F} (ne là số mol electron trao đổi ở điện cực)

Thí dụ: Điện phân Al2O3 nóng chảy với dòng điện cường độ 9,65 A trong thời gian 3000 giây. Xác định khối lượng Al thu được.

Hướng dẫn giải

Theo đinh luật Faraday khối lượng nhôm thu được là

m_{Al} = \frac{{A.I.t}}{{n.96500}} =\frac{27 .9,65 . 3000 }{3.96500 } =2,7\: (gam)

3. Các bước giải bài tập điện phân

+ Bước 1: Viết phương trình điện li của tất cả các chất điện phân; xác định các ion ở mỗi
điện cực.

+ Bước 2: Viết các phương trình hóa học của các bán phản ứng (viết phương trình cho,
nhận e của các ion tại các điện cực); tính số e trao đổi ở mỗi điện cực (Nếu giả thiết cho cường
độ dòng điện và thời gian điện phân): ne (cho ở anot) = ne (nhận ở catot) = ne trao đổi tại điện cực.

+ Bước 3: Biểu diễn các đại lượng theo các bán phản ứng hoặc theo phương trình điện
phân chung.

+ Bước 4: Tính theo yêu cầu của bài toán.

+ Trong nhiều trường hợp, có thể dùng định luật bảo toàn mol electron (số mol electron
thu được ở catot bằng số mol electron nhường ở anot) để giải cho nhanh.

Thí dụ 2: Điện phân dung dịch CuSO4 với cường độ dòng điện I = 3,574 A trong thời gian t = 5400s. Hãy tính thể tích khí thu được ở catot. 

Hướng dẫn giải

Sơ đồ biểu diễn quá trình điện phân dung dịch CuSO4

Anot (+)

SO42-, H2O

2H2O → 4H+ + O2- + 4e

Catot (-)

Cu2+, H2O

Cu2+ + 2e → Cu

Áp dụng định luật Faraday

m_{Cu} = \frac{{64.3,574.5400}}{{2.96500}} = 6,4 \; gam

=> nCu = 0,1 mol

Áp dụng bảo toàn electron ta có:

0,1.2 = nO2.4 => nO2 = 0,05 mol

=> VO2 = 0,05.22,4 = 1,12 lít

Câu trắc nghiệm mã số: 1748
  • 8 lượt xem

Nội dung cùng chủ đề

Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Hóa học 12