Công thức Faraday.

m=1F.AnIt

Công thức Faraday là gì? Hai định luật Faraday. Vật Lý 11. Hướng dẫn chi tiết và bài tập vận dụng.


Làm bài tập

Những Điều Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Advertisement

Công thức Faraday.

m=1F.AnIt

Hiện tượng điện phân

a/Định nghĩa hiện tượng điện phân:

Hiện tượng điện phân là hiện tượng xuất hiện các phản ứng phụ  ở các điện cực khi cho dòng điện một chiều qua bình điện phân.

b/Công thức Faraday về chất điện phân

m=AItFn

Chú thích:

m: khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực khi điện phân (g)

F=96500 C/mol: số Faraday

A: khối lượng mol nguyên tử của nguyên tố (kg)

n: hóa trị của nguyên tố

I: cường độ dòng điện trong dung dịch điện phân (A)

t: thời gian điện phân (s)

 

c/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 clo, xút, mạ điện, đúc điện,...

1. Luyện nhôm

Bể điện phân có cực dương là quặng nhôm nóng chảy, cực âm bằng than, chất điện phân là muối nhôm nóng chảy, dòng điện vào khoảng 10000A.

hinh-anh-cong-thuc-faraday-116-0

 

2. Mạ điện

Bể điện phân có cực dương là một tấm kim loại để mạ, cực âm là vật cần mạ, chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.

hinh-anh-cong-thuc-faraday-116-1

 

Michael Faraday (1791 - 1867)

hinh-anh-cong-thuc-faraday-116-2

Advertisement

Lý thuyết liên quan



a. Chất điện phân

- Các dung dịch muối, axit, bazơ hay các muối nóng chảy được gọi là các chất điện phân.

- Hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương, ion âm bị phân li từ các phân tử muối, axit, bazơ.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-dien-phan-86-0

- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại vì mật độ các ion trong chất điện phân nhỏ hơn mật độ các electron trong kim loại, khối lượng và kích thước của các ion lớn hơn khối lượng và kích thước của các electron nên tốc độ chuyển động có hướng của chúng nhỏ hơn.

b. Dòng điện trong chất điện phân 

Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau trong điện trường.

hinh-anh-dong-dien-trong-chat-dien-phan-86-1

c. Hiện tượng dương cực tan 

- Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.

- Khối lượng chất thoát ra ở cực của bình điện phân tính ra gam: 

m = kq = 1FAnIt; với F = 96500 C/mol.

d. Hiện tượng điện phân 

- Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo. Tới điện cực chỉ có electron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất động lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.

- Hiện tượng điện phân được áp dụng trong các công nghệ luyện kim, hóa chất, mạ điện, …


Xem thêm Dòng điện trong chất điện phân

Advertisement

Biến số liên quan


t

 

Khái niệm:

Thời gian t là thời gian vật tham gia chuyển động từ vị trí này đến vị trí khác theo phương chuyển động của vật.

 

Đơn vị tính: giây (s), phút (min), giờ (h).


Xem thêm Thời gian - Vật lý 10

m

 

Khái niệm:

Khối lượng vừa là một đặc tính của cơ thể vật lý vừa là thước đo khả năng chống lại gia tốc của nó (sự thay đổi trạng thái chuyển động của nó) khi một lực ròng được áp dụng. Khối lượng của một vật thể cũng xác định sức mạnh của lực hấp dẫn của nó đối với các vật thể khác. Đơn vị khối lượng SI cơ bản là kilogram.

 

Trong một số bài toán đặc biệt của Vật Lý, khi mà đối tượng của bài toán có kích thước rất nhỏ (như tính lượng kim loại giải phóng ở bình điện phân, xác định số mol của một chất v....v...). Người ta sẽ linh động sử dụng "thước đo" phù hợp hơn cho khối lượng làm gam.

 

Đơn vị tính: 

Kilogram - viết tắt (kg)

Gram - viết tắt (g)

 

 

 


Xem thêm Khối lượng của vật - Vật lý 10

I

 

Khái niệm:

Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện.

 

Đơn vị tính: Ampe (A)

 

Ampe Kìm Đo Dòng Rò - Khái Niệm Dòng Điện


Xem thêm Cường độ dòng điện

F

 

Khái niệm:

- Hằng số Faraday là tích giữa điện tích cơ bản e với hằng số Avogadro.

- Hằng số Faraday là điện lượng đi qua dung dịch điện phân làm thoát ra ở điện cực 1 mol chất đơn hoá trị.

- Quy ước: F = 96485.33212... C/mol (thường được lấy chẵn là 96500 C/mol).

 

Đơn vị tính: C/mol

 

Tiểu sử Michael Faraday: Nhà khoa học tiên phong trong lĩnh vực điện - cha  đẻ của máy phát điện

Michael Faraday sinh ngày 22/9/1791


Xem thêm Số Faraday

A

 

Khái niệm:

A là khối lượng mol của chất thu được ở điện cực.

 

Đơn vị tính: g/mol

 

Mạ điện – Wikipedia tiếng Việt


Xem thêm Khối lượng mol của nguyên tử của nguyên tố

n

 

Khái niệm:

Hóa trị của nguyên tố là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) của nguyên tố này với nguyên tử của nguyên tố khác.

 

Đơn vị tính: không có

 

Bảng hóa trị của một số nguyên tố thường gặp.


Xem thêm Hóa trị của nguyên tố

Advertisement

Hằng số liên quan


F

Ý nghĩa: Hằng số Faraday là điện lượng đi qua dung dịch điện phân làm sinh ra một mol chất đơn hóa trị ở điện cực.

Được tính bằng tích của hằng số Avogadro và điện tích electron.

Giá trị F được đo lần đầu tiên bằng cách đo lượng bạc lằng đọng khi điện phân , trong đó dòng điện và thời gian được đo và vận dụng định luật Faraday để tính.


Xem thêm Hằng số Faraday

Advertisement

Các công thức liên quan


Vtb=ΔxΔt=x2-x1t2-t1

a/Định nghĩa:

Vận tốc trung bình là thương số giữa độ dời vật di chuyển được và thời gian di chuyển hết độ đời đó.

b/Công thức

vtb=xt=x2-x1t2-t1

Chú thích:

Vtb: vận tốc trung bình của vật (m/s).

Δx: độ dời của vật (m).

Δt: thời gian chuyển động của vật (s).

x2, x1: tọa độ của vật ở vị trí 1 và 2 (m)

t2, t1: thời điểm 1 và 2 trong chuyển động của vật (s)

Lưu ý

+ Vận tốc trung bình có thể âm hoặc dương tùy theo cách chọn chiều dương. Khi chọn chiều dương cùng chiều chuyển động vận tốc trung bình mang giá trị dương. Ngược lại, khi chọn chiều dương ngược chiều chuyển động vận tốc trung bình mang giá trị âm.

+ Vận tốc trung bình qua hai tọa độ có độ lớn giống nhau trong mọi hệ quy chiếu.

+ Một vật đi A đến B rồi từ B về A thì vận tốc trung bình trên cả quá trình bằng không dù đi trên đoạn đường với vận tốc khác nhau. Lúc này vận tốc trung bình  không thể hiện được mức độ nhanh chậm của chuyển động.

vtbABA=x2-x1t=xA-xAt=0


Xem thêm Vận tốc trung bình

x=xo+v.t

1.Chuyển động thẳng đều

a/Định nghĩa : Chuyển động thẳng đều là chuyển động của vật có chiều và vận tốc không đổi , quỹ đạo có dạng đường thẳng.

Ví dụ: chuyển động của vật trên băng chuyền, đoàn duyệt binh trong những ngày lễ lớn.

hinh-anh-phuong-trinh-toa-do-cua-vat-trong-chuyen-dong-thang-deu-7-0

Quân đội Nga duyệt binh kỉ niệm ngày chiến thắng 9/5

 

2.Phương trình chuyển đông thẳng đều

a/Công thức :

                           x=x0+vt-t0

b/Chứng minh :

Chọn chiều dương là chiều chuyển động , gốc thời gian là lúc xuất phát

Vật xuất phát tại vị trí x ,quãng đường đi được sau t: S=vt

Mặc khác độ dời của vật : x=x-x0

hinh-anh-phuong-trinh-toa-do-cua-vat-trong-chuyen-dong-thang-deu-7-1

Hình ảnh minh họa cho công thức x=xo+v.t

 

Vật chuyển động thẳng đều theo chiều dương nên 

S=xvt=x-x0x=x0+vt

t tính từ lúc bắt đầu chuyển động

hinh-anh-phuong-trinh-toa-do-cua-vat-trong-chuyen-dong-thang-deu-7-2

 

 

 

 

 

Chú thích:

x: Tọa độ của vật tại thời điểm t (m).

xo: Tọa độ ban đầu của vật ở thời điểm t=0s.

v: Vận tốc của vật (m/s). 

v>0: Cùng hướng chuyển động.

v<0: Ngược hướng chuyển động.

t: Thời gian chuyển động của vật (s).

 


Xem thêm Phương trình tọa độ của vật trong chuyển động thẳng đều.

S=x-xo=v.t

S=S1+S2+.....+Sn

Quãng đường

a/Định nghĩa

Quãng đường S là tổng độ dịch chuyển mà vật đã thực hiện được mang giá trị dương. 

Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường mang tính tích lũy, nó có thể khác với độ dời . Ví dụ, khi vật đi theo chiều âm tọa độ của vật giảm dần dẫn tới độ dời mang giá trị âm để tìm quãng đường ta lấy trị tuyệt đối của độ dời.

hinh-anh-cong-thuc-xac-dinh-quang-duong-cua-vat-trong-chuyen-dong-thang-8-0

S=x

Đối với vật chuyển động thẳng theo chiều dương đã chọn thì quãng đường chính là độ dời.

hinh-anh-cong-thuc-xac-dinh-quang-duong-cua-vat-trong-chuyen-dong-thang-8-1

Trong thực tế khi làm bài tập, người ta thường chọn xo=0 (vật xuất phát ngay tại gốc tọa độ). Chiều dương là chiều chuyển động nên thường có S=x (quãng đường đi được bằng đúng tọa độ lúc sau của vật).

b/Công thức:

S=x-x0=vt

Chú thích:

S: là quãng đường (m).

x, xo: là tọa độ của vật ở thời điểm đầu và sau (m).

v: vận tốc của chuyển động (m/s)

t: thời gian chuyển động (s)

c/Lưu ý:

Trong trường hợp xe đi nhiều quãng đường nhỏ với tốc độ khác nhau. Thì quãng đường mà xe đã chuyển động được chính là bằng tổng những quãng đường nhỏ đó cộng lại với nhau.

S=S1 +S2+.....+Sn


Xem thêm Công thức xác định quãng đường của vật trong chuyển động thẳng

a=Fm=> F=m.a

Phát biểu:

Gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng. Độ lớn tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

 

Chú thích:

a: gia tốc của vật (m/s2).

F: lực tác động (N).

m: khối lượng của vật (kg).

 

hinh-anh-dinh-luat-ii-newton-27-0

Qua hình ảnh minh họa ta thấy khối lượng và gia tốc của vật là hai đại lượng tỉ lệ nghịch với nhau. Khối lượng càng nhỏ thì gia tốc lớn và ngược lại.


Xem thêm Định luật II Newton.

Fhd=G.m1.m2r2

Phát biểu:

Lực hấp dẫn giữa hai vật( coi như hai chất điểm) có độ lớn tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

 

Chú thích:

m1;m2: khối lượng của hai vật 1 và 2 (kg).

G: hằng số hấp dẫn 6,67.10-11(N.m2kg2).

r: khoảng cách giữa hai vật (m).

Fhd: lực hấp dẫn (N).

 

hinh-anh-cong-thuc-xac-dinh-luc-hap-dan-29-0


Xem thêm Công thức xác định lực hấp dẫn.

Advertisement

Các câu hỏi liên quan

có 21 câu hỏi trắc nghiệm và tự luận vật lý



Khối lượng khí clo sản xuất ra cực dương của các bình điện phân 1, 2 và 3 (xem hình vẽ) trong một khoảng thời gian nhất định sẽ

hinh-anh-so-sanh-khoi-luong-khi-clo-san-xuat-ra-cuc-duong-cua-cac-binh-dien-phan-1-2-va-3-6899-0

Trắc nghiệm Trung bình
Xem thêm So sánh khối lượng khí clo sản xuất ra cực dương của các bình điện phân 1, 2 và 3.
Advertisement

Khi điện phân dung dịch nhôm ôxit Al2O3 nóng chảy, người ta cho dòng điện cường độ 20 kA chạy qua dung dịch này tương ứng với hiệu điện thế giữa các điện cực là 5,0 V. Nhôm có khối lượng mol là A = 27 g/mol và hóa trị n = 3. Để thu được 1 tấn nhôm thời gian điện phân và lượng điện năng đã tiêu thụ lần lượt là 

 

Trắc nghiệm Trung bình
Xem thêm Điện phân Al2O3 nóng chảy, cho dòng điện cường độ 20 kA chạy qua dung dịch với U = 5,0 V. Tính thời gian điện phân và lượng điện năng tiêu thụ.

Người ta muốn bóc một lớp đồng dày d = 10 µm trên một bản đồng diện tích S = 1 cm2 bằng phương pháp điện phân. Cường độ dòng điện là 0,01 A. Biết đương lượng gam của đồng là 32 g/mol, khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/m3. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng.

Trắc nghiệm Trung bình
Xem thêm Người ta muốn bóc lớp đồng dày d = 10 um trên một bản đồng S = 1 cm2. Tính thời gian cần thiết để bóc được lớp đồng.

Chiều dày của một lớp niken phủ lên một tấm kim loại là h = 0,00496 cm sau khi điện phân trong 30 phút. Diện tích mặt phủ của tấm kim loại là S = 30 cm2. Biết niken có A = 58, n = 2 và có khối lượng riêng là D = 8,9 g/cm3. Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân là

Trắc nghiệm Trung bình
Xem thêm Chiều dài của lớp niken phủ lên tấm kim loại là h = 0,00496 cm. Tính cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân.
Xem tất cả câu hỏi liên quan Làm bài tập
Advertisement
Advertisement


Tin Tức Liên Quan

Doanh thu từ quảng cáo giúp chúng mình duy trì nội dung chất lượng cho website

  Cách tắt chặn quảng cáo  

Tôi không muốn hỗ trợ (Đóng) - :(

Bạn hãy tắt trình chặn quảng cáo
Loading…