Giải đáp: Dòng điện trong chất điện phân là gì?

Trong sản xuất, chế tạo và trong hóa học, điện phân đóng vai trò quan trọng là phương pháp sử dụng dòng điện một chiều để thúc đẩy các phản ứng hóa học không tự xảy ra. Vậy dòng điện trong chất điện phân là bao nhiêu? Hãy cùng chúng tôi giải đáp câu hỏi này qua bài viết dưới đây nhé!

Tìm hiểu chất điện phân là gì?

Chất điện giải là các hợp chất hóa học có khả năng dẫn điện khi ở trạng thái lỏng hoặc ở dạng dung dịch do có sự hiện diện của các ion tích điện. Chất điện giải thông thường bao gồm axit, bazơ, muối và một số hợp chất vô cơ khác. Khi hòa tan trong dung môi phân cực như nước, các phân tử của chất điện phân sẽ bị phân ly (phân ly ion) thành các ion tích điện dương (cation) và tích điện âm (anion) có thể chuyển động tự do. quá hạn.

Sự chuyển động có hướng của các cation và anion dưới tác dụng của điện trường là nguyên nhân gây ra dòng điện trong chất điện phân. Mức độ phân ly ion phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, nồng độ dung dịch và tính chất của chất tan. Hiện tượng điện phân có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khoa học và công nghệ.

Tìm hiểu về chất điện giải

Xem thêm >>>

Tổng hợp chất thủy phân trong môi trường axit và kiềm

Tổng hợp 3 loại hạt hút ẩm được sử dụng phổ biến hiện nay

Đáp án dòng điện trong chất điện phân

Dựa trên lý thuyết điện phân, trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ, muối bị phân ly (một phần hoặc toàn bộ) thành các nguyên tử tích điện hoặc nhóm nguyên tử gọi là ion. Các ion này có thể di chuyển tự do trong dung dịch điện phân và trở thành chất mang điện.

Cụ thể, dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động ngược chiều nhau. Các ion dương di chuyển về phía cực âm nên chúng được gọi là cation. Ngược lại, các ion âm chảy về phía cực dương nên gọi là anion.

Khác với dòng điện trong kim loại chỉ mang điện tích, dòng điện trong chất điện phân không chỉ mang điện tích mà còn mang theo vật chất (nghĩa hẹp). Khi tới điện cực, chỉ có electron mới có thể tiếp tục, còn lượng vật chất sẽ đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.

Tuy nhiên, độ dẫn điện của chất điện phân vẫn kém hơn kim loại vì chuyển động của các ion chậm hơn so với các electron tự do trong kim loại.

Dòng điện trong chất điện phân

Hiện tượng xảy ra khi điện phân dung dịch

Để hiểu rõ hơn về quá trình điện phân, chúng ta xét một ví dụ cụ thể về bình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực đồng – loại đơn giản nhất, vì chất tan là muối của kim loại dùng làm điện cực (trường). Trường hợp này là đồng).

Khi có dòng điện chạy qua, cation Cu2+ sẽ chảy về cực âm để nhận electron từ nguồn điện tới, tạo thành các nguyên tử đồng theo phương trình:

Ở cực âm: Cu2+ + 2e- → Cu

Đồng thời, phản ứng ngược lại xảy ra ở anot, đồng hòa tan vào dung dịch dưới dạng ion theo phương trình:

Ở cực dương: Cu → Cu2+ + 2e-

Ngoài việc tạo ra dòng điện, khi anion (SO4)2- chảy về cực dương nó còn kéo ion Cu2+ từ cực dương vào dung dịch. Đây là hiện tượng nóng chảy anode – hiện tượng xảy ra khi các anion đi tới anode và kéo các ion kim loại của điện cực vào dung dịch điện phân.

Nói tóm lại, trong điện phân, các ion di chuyển về phía điện cực có thể tương tác với vật liệu điện cực hoặc dung môi để tạo ra phản ứng hóa học gọi là phản ứng phụ.

Một số ứng dụng của chất điện phân

Với đặc tính dẫn điện đặc biệt từ sự chuyển động của các ion, chất điện phân có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Trong luyện kim và sản xuất kim loại: Phương pháp điện phân được sử dụng rộng rãi để tách và tinh chế các kim loại quý như đồng, nhôm, magie, vàng từ quặng. Nguyên lý hoạt động dựa trên hiện tượng cực dương hòa tan, khi đó các ion kim loại trong dung dịch muối sẽ đi về cực âm, nhận electron và đông tụ thành kim loại nguyên chất.
• Trong công nghiệp hóa chất: Điện phân đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nhiều loại hóa chất công nghiệp như clo, hydro, xút, chất tẩy rửa, chất khử trùng. Những sản phẩm này được tạo ra từ phản ứng khử oxy từ quá trình điện phân sử dụng nước hoặc muối.
• Mạ điện: Phương pháp mạ điện sử dụng nguyên lý điện phân để phủ một lớp kim loại lên bề mặt của một vật kim loại khác. Các kim loại thường được mạ như crom, niken, vàng, bạc nhằm mục đích tăng tính thẩm mỹ và chống ăn mòn.
• Xử lý nước: Điện phân đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước cứng bằng cách tách các ion vô cơ gây cứng ra khỏi nước. Nước cũng được điện phân để tách thành oxy và hydro để sản xuất nhiên liệu hoặc cho mục đích y tế.
• Công nghiệp dược phẩm và sinh học: Điện phân được ứng dụng trong sản xuất, tổng hợp và chiết xuất các hợp chất hữu cơ, protein, enzyme có ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm và sinh học.

Sản xuất đồng bằng phương pháp điện phân

Nhìn chung, với những tính chất lý hóa đặc biệt, điện phân đã mở ra nhiều ứng dụng quan trọng trong việc khai thác, tách, xử lý nguyên liệu hóa chất phục vụ các ngành công nghiệp khác nhau.

Với vai trò quan trọng và ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, điện phân, điện phân đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều công nghệ hiện đại. Hy vọng bài viết trên Đông Á đã giải đáp được thắc mắc của bạn!