S Đi n Phân ự ệ
Ch nh t, 12 Tháng 7 2009 17:48 Th y Trung Hi u ủ ậ ầ ế
I. KHÁI NI M V S ĐI N PHÂNỆ Ề Ự Ệ
S đi n phân là quá trình oxi hóa kh x y ra trên b m t các đi n c c khi có dòngự ệ ử ả ở ề ặ ệ ự
đi n m t chi u đi qua ch t đi n li nóng ch y ho c dung d ch ch t đi n li.ệ ộ ề ấ ệ ả ặ ị ấ ệ
S đi n phân là quá trình s d ng đi n năng đ t o ra s bi n đ i hóa h c.ự ệ ử ụ ệ ể ạ ự ế ổ ọ
- T i catot (c c âm): x y ra quá trình kh (ch t oxi hóa nh n electron).ạ ự ả ử ấ ậ
- T i anot (c c d ng): x y ra quá trình oxi hóa (ch t kh nh ng electron).ạ ự ươ ả ấ ử ườ
II. S ĐI N PHÂN CÁC CH T ĐI N LIỰ Ệ Ấ Ệ
1. Đi n phân nóng ch y ệ ả
Th ng dùng đ đi n phân m t s mu i (ch y u mu i halogenua), axit, hidroxit c aườ ể ệ ộ ố ố ủ ế ố ủ
kim lo i ki m, ki m th , nhôm nh m m c đích đi u ch các kim lo i đó và m t s phiạ ề ề ổ ằ ụ ề ế ạ ộ ố
kim nh Clư2, O2...
a. Đi n phân nóng ch y mu i halogenuaệ ả ố
b. Đi n phân nóng ch y oxit kim lo iệ ả ạ
c. Đi n phân nóng ch y hidroxit kim lo iệ ả ạ
2. Đi n phân dung d ch ch t đi n li trong n cệ ị ấ ệ ướ
- Khi đi n phân dung d ch, ngoài các ion c a ch t đi n phân, còn có s tham gia c aệ ị ủ ấ ệ ự ủ
các ion H+, OH- (do H2O đi n li) và b n thân kim lo i làm đi n c c.ệ ả ạ ệ ự
a. catot: Cation nào có tính oxi hóa càng m nh càng d b kh .Ở ạ ễ ị ử
- N u Mến+ → Al3+ (có m t các cation t Alặ ừ 3+ tr v tr c dãy đi n hóa kim lo i) t c tínhở ề ướ ệ ạ ứ
oxi hóa Mn+ << H+.
Lúc đó: Ion H+ s b kh .ẽ ị ử
- N u Mến+ < Al3+ (có m t các cation đ ng sau Alặ ứ 3+ trong dãy đi n hóa kim lo i) t c tínhệ ạ ứ
oxi hóa Mn+ >> H+.
Lúc đó: Ion Mn+ s b kh : Mẽ ị ử n+ + ne → M
b. anot: Anion nào có tính kh càng m nh càng d b oxi hóa.Ở ử ạ ễ ị
- tr ng h p anot tr : (C, Fe, Pt)ườ ợ ơ
+ N u có m t các anion Aế ặ m- : I-, Br-, Cl-, S2-, RCOO-,....
Tính kh Aửm- >> H2O nên Am- s b oxi hóa:ẽ ị
2Cl- → Cl2 + 2e
2RCOO- → R-R + 2CO2 + 2e
+ N u có m t các anion Aế ặ m- : SO42-, NO3- ...
Tính kh Aửm- << H2O nên H2O s b oxi hóa:ẽ ị
2H2O → O2 + 4H+ + 4e
+ N u có m t OHế ặ do baz đi n li:ơ ệ
2OH- → O2 + 2H+ + 4e
- Tr ng h p anot ho t đ ng (Zn, Cu,...): b n thân các kim lo i này v n có tínhườ ợ ạ ộ ả ạ ẫ
kh v t tr h n h n so v i các anion có m t trong dung d ch, vì v y chúng ta s thamử ượ ộ ơ ẳ ớ ặ ị ậ ẽ
gia vào quá trình oxi hóa.
Cu→ Cu2+ + 2e
Zn → Zn2+ + 2e
Do đó: N u anot làm b ng kim lo i mà ion c a nó có m t trongế ằ ạ ủ ặ các dung d ch thì khiị
đi n phân anot s b hòa tan t o ra các ion d ng Mệ ẽ ị ạ ươ n+, các ion d ng này đi vào dungươ
d ch đ b sung cho s ion d ng đã b gi m. Hi n t ng đó g i là hi n t ng d ngị ể ổ ố ươ ị ả ệ ượ ọ ệ ượ ươ
c c tan.ự
3. Đi n phân h n h pệ ỗ ợ
Nguyên t c: khi đi n phân nóng ch y ho c dung d ch h n h p nhi u ion thì cation nàoắ ệ ả ặ ị ỗ ợ ề
d b kh và anion nào d b oxi hóa s đ c đi n phân tr c.ễ ị ử ễ ị ẽ ượ ệ ướ
- T i catot: cation đi n phân theo th t :ạ ệ ứ ự
Ion kim lo i y u > Hạ ế + > Ion kim lo i trung bình > Hạ2)
- T i anot: anion đi n phân theo th t :ạ ệ ứ ự
S2- > I- > Br- > RCOO- > OH- > H2O
4. Đi n phân các dung d ch ch a trong các bình đi n phân m c n i ti pệ ị ứ ệ ắ ố ế
- C ng đ dòng đi n m t chi u và th i gian đi n phân các bình nh nhau nên sườ ộ ệ ộ ề ờ ệ ở ư ự
thu ho c nh ng electron các đi n c c cùng tên ph i nh nhau.ặ ườ ở ệ ự ả ư
- Kim lo i bám vào các c c catot có t l mol v i nhau (t l này ph thu c vào hóa trạ ự ỉ ệ ớ ỉ ệ ụ ộ ị
các ch t).ấ
5. Bi u th c Faradayể ứ
L ng đ n ch t gi i phóng đi n c c đ c xác đ nh b ng bi u th c:ượ ơ ấ ả ở ệ ự ượ ị ằ ể ứ
Trong đó:
mx là kh i l ng đ n ch t X gi i phóng đi n c c (gam).ố ượ ơ ấ ả ở ệ ự
A là kh i l ng mol c a ch t X.ố ượ ủ ấ
I là c ng đ dòng đi n (A).ườ ộ ệ
t là th i gian đi n phân (s).ờ ệ
Q = I.t là đi n l ng qua bình đi n phân (C).ệ ượ ệ
n là s e tham gia ph n ng đi n c c.ố ả ứ ở ệ ự
F là h ng s Faradayằ ố
(t tính theo giây: F = 96500, t tính theo gi thì F = 26,8).ờ
III. NG D NG C A S ĐI N PHÂNỨ Ụ Ủ Ự Ệ
1. Đi u ch các kim lo iề ế ạ
M t s kim lo i dù có th đi n c c chu n âm nh ng v n có th đi u ch b ng ph ngộ ố ạ ế ệ ự ẩ ư ẫ ể ề ế ằ ươ
pháp đi n phân dung d ch mu i c a chúng.ệ ị ố ủ
2. Đi u ch m t s phi kim:ề ế ộ ố nh Hư2, O2, F2, Cl2....
3. Đi u ch m t s h p ch t:ề ế ộ ố ợ ấ nh KMnOư4, NaOH, H2O2,...
4. Tinh ch m t s kim lo i:ế ộ ố ạ Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au,...
5. M đi n:ạ ệ đi n phân v i anot tan cũng đ c dùng trong k thu t m đi n, nh m b oệ ớ ượ ỹ ậ ạ ệ ằ ả
v kim lo i kh i b ăn mòn và t o v đ p cho v t m .ệ ạ ỏ ị ạ ẻ ẹ ậ ạ
L n c p nh t cu i ( Ch nh t, 12 Tháng 7 2009 18:13 ) ầ ậ ậ ố ủ ậ