• Thời gian đăng: 09:44:26 AM 07/06/2024
  • 0 bình luận

Điện phân dung dịch là gì? Các ví dụ hóa học điển hình

Điện phân dung dịch được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống hiện nay với các dạng khác nhau. Vậy phản ứng này xảy ra thế nào? Hãy cùng Vietchem khám phá ngay những kiến thức thú vị về điện phân dung dịch qua nội dung sau đây.

1. Giải đáp: Điện phân dung dịch là gì?

Trước khi đi vào các ví dụ cụ thể, bạn đọc cần nắm rõ khái niệm về điện phân dung dịch. Đây là kiến thức cơ bản giúp bạn hiểu được bản chất của phản ứng này.

1.1. Khái niệm

Điện phân dung dịch là quá trình các chất hóa học phân huỷ thành các ion tích điện. Phản ứng chỉ xảy ra khi có dòng điện một chiều đi qua dung dịch chất điện li. Các ion được tạo ra có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. Quá trình điện phân dung dịch sẽ cho ra các kim loại có tính trung bình hoặc yếu, hoặc một số đơn chất phi kim khác.

Khác với phản ứng oxi hóa - khử thông thường, điện phân xảy ra là do tác động của điện năng. Các chất trong môi trường điện phân này không trực tiếp chuyển đổi electron cho nhau mà phải truyền qua dây dẫn.

dien-phan-dung-dich-1

Điện phân dung dịch xảy ra khi có dòng điện một chiều đi qua

1.2. Ứng dụng thực tế của điện phân dung dịch

Điện phân mang tầm quan trọng cao về mặt thương mại, là một khâu trong việc tách các nguyên tố hóa học từ nguồn tài nguyên thiên nhiên. Một số ứng dụng cụ thể của phản ứng này có thể kể đến như:

  • Tạo kim loại: Sản xuất các kim loại từ quặng tự nhiên. Ví dụ, điện phân dung dịch CuSO4 thu được Cu.
  • Tinh lọc kim loại: Loại bỏ các tạp chất và thu được kim loại tinh khiết.
  • Sản xuất chất hóa học: Có thể sản xuất các chất hóa học quan trọng bằng cách điện phân dung dịch muối Clorua (NaCl) để thu được Clo (Cl2) và kiềm (NaOH).
  • Nhuộm mạ: Là quá trình tạo ra một lớp mạ bảo vệ bề mặt các vật liệu bằng kim loại như thép, sắt,... để hạn chế và ngăn chặn quá trình gỉ sét.
dien-phan-dung-dich-2

Điện phân dung dịch được ứng dụng trong đa dạng lĩnh vực

2. Phân loại điện phân dung dịch

Muốn hiểu rõ hơn về điện phân dung dịch, bạn đọc có thể học ngay kiến thức phân loại phản ứng này sau đây.

2.1. Điện phân dung dịch tại Cathode

Tại Catot, quá trình khử Cation xảy ra với công thức:

 Mn+ + ne → M

Nếu điện phân dung dịch chứa các Cation như K+, Ca2+, Ba2+, Na+, Mg2+, Al3+, H2O sẽ tham gia điện phân theo phương trình:

2H2O + 2e → H2 + 2OH

Nếu trong dung dịch có chứa nhiều Cation, chất Cation nào có tính oxy hóa mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng điện phân trước. Và các ion H+ của Axit sẽ dễ bị khử hơn các ion H+ của nước.

dien-phan-dung-dich-3

Điện phân dung dịch được chia thành 2 loại khác nhau

2.2. Điện phân dung dịch tại Anode

Tại Anot, quá trình oxy hóa Anion sẽ xảy ra với công thức:

Xn- → X + ne

Trong đó: 

  • Gốc Axit không chứa Oxi như Cl⁻, S2⁻,... hoặc OH⁻ của Bazơ kiềm hoặc nước sẽ tham gia điện phân. 
  • Thứ tự các Anion bị oxy hóa là: S2⁻ > I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > RCOO⁻ > OH⁻ > H2O.
  • Gốc Axit chứa oxi gồm NO3, SO42–, PO43–, CO32–, ClO4,... nước sẽ tham gia điện phân theo công thức: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e.

Phương pháp điện phân dung dịch này lại được chia thành các trường hợp sau:

  • Anode không tan: Nghĩa là chất trơ như than chì, bạch kim,... thì lúc này, các Anion không chứa oxi sẽ bị oxy hóa tại Anode. Khi không còn Anion này, nước sẽ bị oxy hóa và quá trình điện phân sẽ ngừng khi hết nước.
  • Anode tan: Anode không trơ thì Anode sẽ bị tan và xảy ra phản ứng với dung dịch điện phân.
  • Không có vách ngăn: Thông thường, bình điện phân có vách ngăn xốp chia thành 2 phần chứa Cathode và Anode và đó là phản ứng điện phân dung dịch có màng ngăn. Nhưng nếu bỏ vách ngăn này, các chất tạo thành do điện phân sẽ tham gia phản ứng với dung dịch.

3. Các ví dụ cụ thể về điện phân dung dịch

Điện phân dung dịch NaCl không có màng ngăn, ta thu được nước Javel khi Cl2 phản ứng với NaOH tạo thành. Phương trình:

2NaCl + 2H2O đp→ H2 + NaOH + Cl2

2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O (Javel)

  • Điện phân dung dịch CuCl2 với Anode trơ, công thức:

Catot (–)     ←     CuCl2      →      Anot (+)

Cu2+ + 2e → Cu                            2Cl- → Cl2 + 2e

Phương trình điện phân hỗn hợp đồng được biểu diễn như sau:

CuCl2 → Cu + Cl2

  • Điện phân dung dịch CuSO4, cơ đồ:

Catot ( – )  CuSO4  Anot ( + ) 

Cu2+, H2O             (H2O)        H2O, SO42-
    Cu2+ + 2e → Ni            2H2O → O2 + 4H+ + 4e

Phương trình điện phân dung dịch CuSO4 điện cực trơ:

2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + 2H2SO4 + O2

  • Điện phân dung dịch FeCl3 và CuCl2, HCl qua Anot trơ được biểu diễn bằng sơ đồ sau:

Catot (–)    ← FeCl3, CuCl2, HCl  →    Anot (+)

                                           Fe3+, Cu2+, H+                                      2Cl-  → Cl2 + 2e

                                           Fe3+ + 1e → Fe2+

                                           Cu2+ + 2e → Cu    

                                           2H+ + 2e → H2

                                           Fe2+ + 2e → Fe

dien-phan-dung-dich-4

Các ví dụ cụ thể về phản ứng điện phân dung dịch

Trên đây là những kiến thức cơ bản về điện phân dung dịch cùng các ví dụ hóa học cụ thể. Để có thể học thêm nhiều phản ứng hóa học thú vị khác, bạn đừng quên theo dõi Vietchem và cập nhật mỗi ngày.

Bài viết liên quan

Khí Thiên Nhiên là gì? Thành Phần, Ứng Dụng & So Sánh LNG, CNG

Khám phá toàn diện về khí thiên nhiên: Thành phần hóa học (CH₄), ứng dụng công nghiệp, vai trò tại Việt Nam và so sánh chi tiết giữa LNG và CNG.

0

Xem thêm

Ankan là gì? Tổng hợp A-Z lý thuyết, tính chất & bài tập | VIETCHEM

Khám phá Ankan - hidrocacbon no là thành phần chính trong khí gas (LPG), xăng, dầu. VIETCHEM giải thích chi tiết tính chất, phản ứng đặc trưng và ứng dụng quan trọng trong công nghiệp.

0

Xem thêm

Công thức tính pH (Axit, Bazo, Dung Dịch Đệm) & Bảng tra pH | VIETCHEM

Bạn đang tìm kiếm công thức tính pH cho bài tập hóa học hay cần kiểm soát độ pH trong sản xuất, hồ bơi, bể cá? Độ pH là một chỉ số quyền lực, quyết định tính chất của hầu hết dung dịch quanh ta. Trong hướng dẫn toàn diện này, chuyên gia hóa học của VIETCHEM sẽ phân tích tất cả các công thức tính pH từ cơ bản đến nâng cao, kèm theo ví dụ minh họa dễ hiểu và các lưu ý thực tiễn quan trọng mà bạn không thể bỏ qua.

0

Xem thêm

Phản Ứng Hóa Học Là Gì? 10+ Phân Loại & Ứng Dụng Thực Tế | VIETCHEM

Định nghĩa ĐẦY ĐỦ về phản ứng hóa học, 5 dấu hiệu nhận biết, các yếu tố ảnh hưởng và 10 loại phản ứng quan trọng nhất trong đời sống, công nghiệp. VIETCHEM giải đáp

0

Xem thêm

Gửi bình luận mới

Gửi bình luận

Hỗ trợ

HÓA CHẤT & THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
MIỀN BẮC

MIỀN BẮC

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN TRUNG

MIỀN TRUNG

Hóa chất & Thiết bị thí nghiệm

0826 020 020

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Hóa chất thí nghiệm

0825 250 050

MIỀN NAM

MIỀN NAM

Thiết bị thí nghiệm

0939 154 554

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HÀ NỘI & CÁC TỈNH MIỀN BẮC
Đinh Phương Thảo

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Đào Phương Hoa

Đào Phương Hoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0904 338 331

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Đặng Duy Vũ

Đặng Duy Vũ

Hóa Chất Công Nghiệp

0988 527 897

Đặng Lý Nhân

Đặng Lý Nhân

Hóa Chất Công Nghiệp

0971 780 680

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI CẦN THƠ & CÁC TỈNH MIỀN TÂY
Trần Sĩ Khoa

Trần Sĩ Khoa

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 851 648

Mai Văn Đền

Mai Văn Đền

Hóa Chất Công Nghiệp

0888 337 431

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI ĐÀ NẴNG & CÁC TỈNH MIỀN TRUNG
Phạm Văn Trung

Phạm Văn Trung

Hóa Chất Công Nghiệp

0918 986 544 0328.522.089

Nguyễn Thị Hương

Nguyễn Thị Hương

Hóa Chất Công Nghiệp

0377 609 344 0325.281.066

Hà Nội - Ms. Đinh Thảo : 0963029988 Hà Nội - Mr. Viết Hải : 0865181855 HCM : 0826050050 Cần Thơ : 0971252929 Đà Nẵng : 0918986544