Nội dung chính Hoá học 12 chân trời Bài 13: Điện phân

CHƯƠNG 5: PIN ĐIỆN VÀ ĐIỆN PHÂN

 BÀI 13: ĐIỆN PHÂN

I. ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY, ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH

- Điện phân là quá trình oxi hoá - khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiếu đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.

1. Tìm hiểu nguyên tắc điện phân nóng chảy

- Quá trình điện phân NaCl nóng chảy có thể biểu diễn qua sơ đồ sau:

Phương trình hóa học của quá trình điện phân NaCl nóng chảy:

NaCl  đpnc→ Na+1/2Cl2

- Nguyên tắc điện phân nóng chảy:

• Tại cathode (điện cực âm): xảy ra quá trình khử ion dương.

• Tại anode (điện cực dương): xảy ra quá trình oxi hoá ion âm.

2. Tìm hiểu nguyên tắc điện phân dung dịch

- Thí nghiệm 1: SGK – tr.71.

Kết luận:

Nguyên tắc điện phân dung dịch: ở cathode, ưu tiên điện phân chất có tính oxi hoá mạnh hơn; ở anode, ưu tiên điện phân chất có tính khử mạnh hơn.

II. ỨNG DỤNG

- Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện kim, tinh luyện đồng, điều chế chlorine, sodium hydroxide, mạ điện, ...

- Tinh chế kim loại nguyên chất từ quặng bằng phương pháp điện phân

+ Nhờ điện phân, nhiều kim loại được chiết xuất từ quặng và tiến hành xử lí thêm. Vì vậy, khi quặng hoặc quặng đã làm giàu – cô đặc – được xử lí bằng thuốc thử, kim loại sẽ đi vào dung dịch, sau đó kim loại này sẽ tách ra khỏi dung dịch bằng phương pháp điện di. Kim loại nguyên chất được giải phóng cùng lúc tại cực âm. Như vậy, bằng cách này thu được kẽm, đồng, cadmium.

+ Kim loại được xử lí điện hoá để loại bỏ tạp chất. Kim loại cần làm sạch được đúc dưới dạng các tấm và các tấm này được sử dụng làm cực dương trong điện phân.

+ Khi dòng điện đi qua, kim loại của cực dương hoà tan, chuyển qua dạng cation vào dung dịch, sau đó các cation được thải ra ở cực âm và tạo thành kết tủa kim loại nguyên chất. Các tạp chất của cực dương không tan – chúng kết tủa với bùn anode hoặc đi vào chất điện phân, từ đó chúng được loại bỏ liên tục hoặc định kì.

- Xử lí nước thải

+ Điện phân được sử dụng trong xử lí nước thải. Phương pháp này được sử dụng để phân lập các chất hữu cơ và vô cơ độc hại khỏi nước. 

Ví dụ, ống đồng được làm sạch quy mô bằng dung dịch sulfuric acid và nước thải công nghiệp sau đó phải được làm sạch bằng điện phân với cực dương không hoà tan. Đồng được giải phóng ở cực âm, một lần nữa có thể được sử dụng trong cùng một doanh nghiệp.

+ Nước thải kiểm được tinh chế bằng cách điện phân từ các hợp chất cyanide. Để tăng tốc quá trình oxi hoá cyanide, tăng độ dẫn điện và tiết kiệm năng lượng, người ta sử dụng sodium chloride.

+ Ngoài việc làm sạch điện hoá trực tiếp, nó có thể được bao gồm trong quá trình điện phân đông máu.