• 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

Vinyl là gì? Ứng dụng, đặc tính và công nghệ sản xuất vinyl trong công nghiệp

Từ một nhóm chức hóa học đơn giản –CH=CH₂, vinyl đã trở thành nền tảng vật liệu của cả một thế kỷ công nghiệp. Tên gọi “vinyl” gắn liền với các sản phẩm quen thuộc như ống nhựa, dây cáp, túi truyền dịch, tấm pin mặt trời... nhưng đằng sau sự phổ biến đó là cả một hệ sinh thái polymer phức tạp, đa dạng và đang không ngừng đổi mới để thích ứng với yêu cầu công nghệ, môi trường và kinh tế hiện đại.

0

Xem thêm

Công nghiệp phụ trợ | Xương sống của chuỗi giá trị sản xuất

Trong nền kinh tế hiện đại, khi nhắc đến các ngành sản xuất quy mô lớn như ô tô, điện tử, dệt may hay cơ khí, người ta thường nghĩ ngay đến những sản phẩm hoàn chỉnh. Tuy nhiên, ít ai để ý rằng phía sau mỗi chiếc xe, mỗi chiếc điện thoại hay từng mét vải là một mạng lưới dày đặc các doanh nghiệp cung cấp linh kiện, nguyên vật liệu, dịch vụ kỹ thuật và bán thành phẩm. Đó chính là công nghiệp phụ trợ – một hệ thống không hào nhoáng nhưng giữ vai trò cực kỳ quan trọng, là nền tảng để các ngành công nghiệp chính có thể phát triển bền vững.

0

Xem thêm

Chất dẻo là gì? Thành phần, phân loại và ứng dụng thực tế

Chất dẻo là vật liệu đã định hình thế giới hiện đại – từ bao bì, ô tô đến thiết bị y tế. Nhưng đằng sau sự tiện lợi ấy là cả một ngành công nghiệp phức tạp, đầy thách thức và đang trên đà chuyển mình. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu sâu bản chất, cơ hội và tương lai của chất dẻo – vật liệu không thể thay thế nhưng buộc phải đổi thay.

0

Xem thêm

Dioctyl Phthalate (DOP)  là gì? Tính chất lý hóa, quy trình sản xuất và ứng dụng thực tế

Dioctyl phthalate (DOP), hay còn gọi là di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm phthalate, được sử dụng rộng rãi như một chất hóa dẻo trong ngành công nghiệp nhựa, đặc biệt là polyvinyl chloride (PVC). Với vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính linh hoạt và độ bền của vật liệu, DOP đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Tuy nhiên, nó cũng gây ra nhiều tranh cãi về tác động đến sức khỏe và môi trường. Bài viết này sẽ đi sâu vào cấu trúc, quy trình sản xuất, ứng dụng, tác động và các quy định liên quan đến DOP.

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

0985 357 897

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

Đinh Phương Thảo

Giám đốc kinh doanh

0963 029 988

Tống Đức Nhuận

Tống Đức Nhuận

Hóa Chất Công Nghiệp

0915 866 828

HÓA CHẤT CÔNG NGHIỆP TẠI HỒ CHÍ MINH & CÁC TỈNH MIỀN NAM
Nguyễn Hải Thanh

Nguyễn Hải Thanh

Hóa Chất Công Nghiệp

0932 240 408 (0826).050.050

Lê Thị Mộng Vương

Lê Thị Mộng Vương

Hóa Chất Công Nghiệp

0964 674 897

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

Thiên Bảo

Thiên Bảo

Hóa Chất Công Nghiệp

0939 702 797

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 : 0963 029 988 Hà Nội - Mr. Đức Nhuận : 0915 866 828 HCM : 0826 050 050 Cần Thơ : 0971 252 929 Đà Nẵng : 0918 986 544