Công thức định luật Faraday hay nhất | Educationuk-vietnam.org

Công thức tốt nhất của định luật Faraday

Với loạt bài Công thức định luật Faraday trong môn Vật lý lớp 11 sẽ giúp các em học sinh nắm vững các công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật lý 11.

Bài soạn Công thức định luật Faraday hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức – Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập vận dụng công thức trong bài kèm lời giải chi tiết giúp các em học sinh dễ dàng học và nhớ công thức Định luật Faraday Vật lý 11.

Sự định nghĩa

Sự phân huỷ anot xảy ra khi các anion đến anot bằng cách thu hút các ion kim loại ở điện cực vào dung dịch.

Ví dụ: Xét trường hợp một bình điện phân đựng dung dịch CuSO₄ với cực dương bằng đồng:

Khi có dòng điện chạy qua, cation Cu²⁺ chạy đến catot và nhận electron, trở thành nguyên tử Cu liên kết với điện cực.

Cu²⁺ + 2e^– → Cu

Ở cực dương, các êlectron bị nguồn năng lượng hút về cực dương, tạo điều kiện hình thành ion Cu.²⁺ trên bề mặt tiếp xúc với dung dịch.

Cu → Cu²⁺ + 2e^–

Kur anion (VẬY₄) 2- đi đến cực dương hút các ion Cu²⁺ trong dung dịch. Như vậy, đồng ở cực dương sẽ tan dần trong dung dịch. Đây là hiện tượng phân cực dương.

Khi anot bị phân hủy, dòng điện trong chất điện phân mang điện tích cùng với chất đó (theo nghĩa hẹp), do đó khối lượng của chất đó đi về điện cực:

+ tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình điện phân;

+ Tỉ lệ với khối lượng của ion (hoặc khối lượng mol nguyên tử A của nguyên tố tạo thành ion);

+ tỉ lệ nghịch với điện tích ion (hoặc hoá trị n của nguyên tố tạo ra ion đó)

* Định luật đầu tiên của Faraday

Khối lượng vật chất thoát ra ở điện cực của một bình điện phân tỉ lệ với lượng điện tích chạy qua bình đó.

* Định luật thứ hai của Faraday

Đương lượng điện hoá của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của phần tử đó. Yếu tố quy mô là trong đó F được gọi là số Faraday.

2. Công thức – đơn vị đo

* Định luật đầu tiên của Faraday

Khối lượng vật chất thoát ra ở điện cực của một bình điện phân tỉ lệ với lượng điện tích chạy qua bình đó.

m = kq

Ở đó:

+ k được gọi là đương lượng điện hóa của chất thoát ra ở điện cực;

+ q là điện tích chạy qua tế bào điện phân, tính bằng đơn vị Culông;

+ m là khối lượng vật chất thoát ra ở điện cực bình điện phân, tính bằng gam (g).

* Định luật thứ hai của Faraday

Đương lượng điện hoá của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam của phần tử đó. Yếu tố quy mô là trong đó F được gọi là số Faraday.

Ở đó:

+ k là đương lượng điện hóa.

+ F là số Faraday, F = 96494 C / mol, thường lấy là F = 96500 C / mol.

+ Là khối lượng mol nguyên tố tạo thành ion, tính bằng gam.

+ n là hóa trị của nguyên tố tạo ra ion.

* Kết hợp hai định luật Faraday, ta được công thức Faraday:

Ở đó:

+ m là chất thoát ra ở điện cực, tính bằng gam.

+ F là số Faraday, F = 96494 C / mol, thường lấy là F = 96500 C / mol.

+ Là khối lượng mol nguyên tố tạo thành ion, tính bằng gam.

+ n là hóa trị của nguyên tố tạo ra ion.

+ I là cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân, đơn vị là ampe (A);

+ t là thời gian dòng điện đi qua bình điện phân, tính bằng giây (s).

3. Mở rộng

Khối lượng vật chất thoát ra ở điện cực dương cũng bằng khối lượng vật chất bám vào catôt.

Từ công thức của định luật Faraday, ta có thể suy ra cường độ dòng điện, thời gian điện phân và khối lượng mol nguyên tử (từ đó xác định được tên nguyên tố).

4. Bài tập minh họa

Bài 1: Một bình điện phân đựng dung dịch AgNO₃ có điện trở 2,5 Ω. Anôt của bình điện phân là bạc (Ag) và hiệu điện thế đặt vào hai điện cực của pin là 10 V. Tính khối lượng m của bạc bám vào catôt sau 16 min 5 s. Nguyên tử khối của bạc là A = 108 và hóa trị n = 1.

Dung dịch:

Chuyển đổi 16 phút 5 giây = 965 giây

Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là:

Khối lượng bạc dán vào catot sau 16 phút 5 giây là:

Đáp số: 4,32 g

Bài 2: Người ta muốn dải một lớp đồng dày d = 10μm lên một tấm đồng có bề mặt S = 1cm² bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,010 A. Tính thời gian cần thiết để bóc lớp đồng. Vì đồng có khối lượng riêng là D = 8900 kg / m³khối lượng mol 64 g / mol và hóa trị 2.

Dung dịch:

Trọng lượng đồng cần loại bỏ:

m = DV = DSd = 8900.1.10^-4.10.10^-6 = 8,9,10^-6 (kg) = 8,9,10^-3 (g)

Áp dụng công thức của định luật Faraday:

Trả lời: 2683 giây

Xem thêm các công thức vật lý lớp 11 liên quan hay quan trọng khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng đề thi miễn phí luyện thi THPT quốc gia năm Khoahoc.vietjack.com

CHỈ 250 nghìn cho mỗi khóa học, VIETJACK HỖ TRỢ COVID

Tuyển tập video hướng dẫn của những giáo viên hay nhất – TỪ 399K tại Khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

---

Dòng lớp 12 khác