1. Định luật Faraday
– Sử dụng công thức Faraday: $m=\frac{A.I.t}{n.F}$ hay $n=\frac{I.t}{F}$
Trong đó:
+ m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)
+ A: khối lượng mol của chất thu được ở điện cực
+ n: số electron trao đổi ở điện cực
+ 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)
2. Một số chú ý khi giải bài tập điện phân
– Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào
mdung dịch sau điện phân = mdung dịch trước điện phân – (mkết tủa + m khí)
– Độ giảm khối lượng của dung dịch: Δm = mkết tủa + mkhí
– Khi điện phân các dung dịch: hiđroxit của kim loại hoạt động hóa học mạnh (KOH, NaOH, Ba(OH)2,…), axit có oxi (HNO3, H2SO4, HClO4,…) và muối tạo bởi axit có oxi và bazơ kiềm (KNO3, Na2SO4,…) → Thực tế là điện phân H2O để cho H2 (ở catot) và O2 (ở anot).
– Khi điện phân dung dịch với anot là một kim loại không trơ (không phải Pt hay điện cực than chì) thì tại anot chỉ xảy ra quá trình oxi hóa điện cực.
C + O2 → CO2
2C + O2 → 2CO
Bài tập áp dụng:
Bài 1: Điện phân muối chloride nóng chảy của kim loại M thu được 12 gam kim loại và 0,3 mol khí. Kim loại M là
A. Ca. B. Mg.
C. Al. D. Fe.
Lời giải: Gọi kim loại M có hóa trị n
2MCln → 2M + nCl2
0,6/n 0,3
=> M = 12 : (0,6/n) = 20n => M = 40; n = 2 (Ca)
Đáp án: A
Bài 2: Điện phân NaCl nóng chảy với cường độ I = 1,93A trong thời gian 6 phút 40 giây thì thu được 0,1472 gam Na. Hiệu suất quá trình điện phân là
A. 90%. B. 80%.
C. 100%. D. 75%.
Lời giải: t = 400s => mNa thu được lí thuyết = A.I.t / nF = 0,184 gam
mà mNa thực tế = 0,1472 gam
=> H = 0,1472 / 0,184 .100% = 80%
Đáp án: B
