Lý - SlideShare

More Related Content

Lý

• 1. N A)Dòng điện trong kim loại: Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do chuyển dời có hướng dưới tác của điện trường ngoài (ngược chiều điện trường) GIẢI THÍCH CÁC TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA KIM LOẠI 1/ Giải thích nguyên nhân kim loại là chất dẫn điện tốt – Mật độ hạt tải điện (electron tự do) trong kim loại rất lớn, vào cỡ mật độ nguyên tử kim loại (1028/m3), vì thế kim loại dẫn điện tốt. 2/ Giải thích nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại – Trong quá trình chuyển động có hướng của mình, các electron tự do liên tục bị cản trở do va c với các ion dương nằm ở nút mạng tinh thể. Do vậy, dòng điện bị cản trở, hay nói cách khác, kim loại có điện trở. 3/ Giải thích hiện tượng tỏa nhiệt khi có dòng điện chạy qua – Các electron tự do khi va chạm thì sẽ truyền một phần hoặc hoàn toàn động năng của mình ch ion dương, kết quả là các ion dương tăng năng lượng dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng của Do vậy, kim loại sẽ tỏa nhiệt khi có dòng điện chạy qua. 4/ Giải thích sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ – Khi nhiệt độ kim loại tăng, thì các ion dương tại các nút mạng tinh thể dao động mạnh, đồng th vận tốc chuyển động của các electron tự do cũng tăng, nên số va chạm giữa chúng sẽ xảy ra nh hơn. Do vậy, khi nhiệt độ tăng thì điện trở kim loại tăng. - Chú ý: Sự phụ thuộc của điện trở vật dẫn kim loại vào nhiệt độ được ứng dụng để chế tạo các kế điện trở dùng để đo nhiệt độ. 5/ Giải thích sự khác nhau về điện trở suất của kim loại – Các kim loại khác nhau sẽ khác nhau về cấu trúc mạng tinh thể và mật độ electron tự do, đưa sẽ khác nhau về sự cản trở do va chạm. Do vậy, mỗi kim loại sẽ có một điện trở suất riêng của mình. B)Dòng điện trong dung dịch:
• 2. I- HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN 1/ Chất điện phân - Các dung dịch muối, axit, bazơ được gọi là các chất điện phân. Các muối nóng chảy cũng là ch điện phân. 2/ Hiện tượng điện phân - Là hiện tượng xảy ra ở các điện cực khi điện phân chất điện phân. II- BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN 1/ Sự phân li – sự tái hợp 2/ Bản chất dòng điện trong chất điện phân Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điệ trường và các ion âm ngược chiều điện trường. - Chú ý: dòng điện qua bình điện phân tuân theo đúng định luật Ohm. III- PHẢN ỨNG PHỤ TRONG HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN 1/ Phản ứng phụ Là phản ứng hóa học thứ cấp xuất hiện khi có hiện tượng điện phân: - Các ion âm dịch chuyển đến anod, nhường electron cho anod, còn các ion dương đến catod nh electron từ catod để trở thành phần tử trung hòa. - Các phân tử trung hoà vừa tạo ra có thể bám vào điện cực, hoặc bay ra khỏi dung dịch dưới dạ khí; Chúng cũng có thể tác dụng với điện cực và dung môi, gây ra phản ứng hoá học.
• 3. 2/ Hiện tượng dương cực tan Là một dạng phản ứng phụ: dương cực bị hòa tan khi điện phân dung dịch muối kim loại mà ano bằng chính kim loại của muối ấy. IV- ĐỊNH LUẬT FARADAY 1/ Định luật I Faraday 2/ Định luật II Faraday V- ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN - Luyện kim: Người ta dựa vào hiện tượng cực dương tan để tinh chế kim loại, điều chế k loại. - Mạ điện: là dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại lên những đồ vật bằng
• 4. - Mạ điện: là dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại lên những đồ vật bằng loại khác. Khi đó vật cần được mạ dùng làm cực âm, kim loại dùng để mạ làm cực dương chất điện phân là dung dịch muối của kim loại dùng để mạ. - Đúc điện: khuôn của vật định đúc bằng sáp ong hay bằng một chất khác dễ nặn, rồi quét khuôn một lớp than chì (graphit) mỏng để bề mặt khuôn trở thành dẫn điện. Khuôn này đư dùng để làm cực âm, còn cực dương thì bằng kim loại mà ta muốn đúc và dung dịch điện là muối của kim loại đó. Khi đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực đó, kim loại sẽ kết thàn một lớp trên khuôn đúc, dày hay mỏng tuỳ thuộc vào thời gian điện phân. Sau đó người t lớp kim loại ra khỏi khuôn và được vật cần đúc. C)Dòng điện trong chất khí: Bài 15: Dòng điện trong chất khí I- SỰ PHÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ – Ở điều kiện bình thường, không khí là điện môi. – Khi bị đốt nóng, không khí trở nên dẫn điện. Đó là sự phóng điện trong không khí. II- BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ 1/ Bản chất dòng điện trong chất khí Dòng điện trong chất khí là dòng điện dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường. 2/ Giải thích – Trong điều kiện bình thường, chất khí hầu như gồm những nguyên tử hay phân tử trung hoà v điện. Chất khí là điện môi. – Khi đốt nóng chất khí, hoặc dùng các loại bức xạ tác động vào môi trường khí, thì có sự ton ho chất khí làm xuất hiện những hạt mang điện tử do: electron, lớn dương, ion âm. Bình thường cá và các electron này chuyển động nhiệt hỗn độn, nên không tạo ra dòng điện. – Đặt một hiệu điện thế vào khối khí đã bị ion hoá, thì các electron và các ion âm chuyển động v cực dương (nuốt), còn các ion dương chuyển động về phía cực âm (catod), tạo nên dòng điện tr chất khí. III- SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ VÀO HIỆU ĐIỆN THẾ
• 5. Khảo sát sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí ở áp suất bình thường vào hiệu đ thế khi có tác nhân ion hoá, người ta thu được đặc tuyến volt- ampe trên hình bên. Ta nhận thấy – Đặc tuyến volt – ampe không phải là đường thẳng. Như vậy dòng điện trong chất khí không tu theo định luật Ohm cho điện trở thuần. – Khi U ≥ Ub cường độ dòng điện giữ nguyên giá trị bằng Ibh, dù U tăng. – Nhưng khi U ≥ Uc thì cường độ dòng điện tăng vọt lên. – Khi U > Uc thì, dù có ngừng tác dụng của tác nhân ion hoá, sự phóng điện vẫn được duy trì. T rằng có sự phóng điện tự duy trì. – Quá trình phóng điện trong chất khí thường có kèm theo sự phát sáng. III- CÁC DẠNG PHÓNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ Ở ÁP SUẤT BÌNH THƯỜNG 1/ Tia lửa điện - Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong không khí khi có tác dụng của điện trườ mạnh để làm ion hóa chất khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và electron tự do. 2/ Sét - Sét là tia lửa điện khổng lồ phát sinh do sự phóng điện giữa các đám mây tích diện trái dấu hoặ giữa một đám mây tích điện với mặt đất. Hiệu điện thế gây ra sét có thể đạt tới 108 – 109 V và cường độ dòng điện của sét có đạt tới 10 000 – 50 000 A. Sự phát tia lửa của sét làm áp suất không khí tăng đột ngột, gây ra tiếng nổ, gọi là tiếng sấm phóng điện giữa hai đám mây), hoặc tiếng sét (nếu phóng điện giữa đám mây và mặt đất). – Để giảm tác hại của sét, người ta làm cột chống sét. 3/ Hồ quang điện - Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp s thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. V- Sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp – Dùng một ống thuỷ tinh có hai điện cực bằng kim loại (gọi là ống phóng điện). Ong này được n một bơm hút để có thể làm giảm dần áp suất trong ống. Kết quả thí nghiệm cho thấy Khi áp suất khí vào khoảng từ 1 đến 0,01 mmHg và hiệu điện thế giữa hai cực vào khoảng vài trăm vôn, sự điện có dạng như video trên. – Ta thấy có hai miền chính, ngay ở gần mặt catod có một miền tối gọi là miền tối catod; phần cò của ống, cho đến anod, là miền sáng, thường gọi là cột sáng anod. Vì vậy, sự phóng điện này đư gọi là sự phóng điện thành miền D)Dòng điện trong chân không:
• 6. I- BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG 1/ Khái niệm chân không - Môi trường chân không lý tưởng: là môi trường không có một phân tử khí nào. – Môi trường chân không thực tế: là môi trường có chứa rất ít các phần tử khí, và chúng chuyển từ thành bình này sang thành bình kia thì chúng không va chạm lẫn nhau (p ≈ 10-4 mmHg). 2/ Bản chất dòng điện trong chân không – Khi catod K bị đốt nóng, các electron tự do trong kim loại nhận được năng lượng cần thiết để c bức ra khỏi mặt catod (hiện tượng này gọi là sự phát xạ nhiệt electron). Do đó, trong ống chân k có các electron tự do chuyển động hỗn loạn. – Khi mắc anod vào cực dương, còn catod vào cực âm của nguồn điện, thì do tác dụng của lực trường, các electron dịch chuyển từ catod sang anod, tạo ra dòng điện. – Nếu mắc anod vào cực âm của nguồn điện còn catod vào cực dương, thì lực điện trường có tá dụng đẩy electron trở lại catod, do đó trong mạch điện không có dòng điện. Vì vậy dòng điện chạ trong chân không chỉ theo một chiều từ anod sang catod. Dòng điện trong chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các electron bứt ra từ ca nung nóng. II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA CƯỜNG ĐỘ DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG VÀ HIỆU ĐIỆN TH – Đặc tuyến volt – ampe không phải là đường thẳng. Như vậy dòng điện trong chân không khôn theo định luật Ohm. – Khi U ≥ Ub thì I = Ibh: cường độ dòng dòng điện qua ống đạt giá trị lớn nhất gọi là cường độ dòn điện bão hoà. Nhiệt độ catod càng cao (T’ > T), thì cường độ dòng điện bão hoà Ibh càng lớn. Trong thực tế, để có dòng điện lớn, người ta phủ lên catod một lớp oxit của kim loại kiềm thổ nh thori, stronti, canxi, v.v…; khi bị đốt nóng, các oxit này phát ra nhiều electron hơn các kim loại tin khiết. III- TIA CATOD 1/ Định nghĩa Tia catod thực chất là chùm electron do catod phát ra và bay trong chân không. 2/ Tính chất Tia catod có các tính chất sau đây: – Tia catod truyền thẳng, nếu không có tác dụng của điện trường hay từ trường. Dùng một lá kim mỏng hình chữ thập làm anod và đặt nó đối diện, song song với catod thì ở thành trong của ống
• 7. thấy có một bóng đen cũng có hình chữ thập như lá kim loại. – Tia catod phát ra vuông góc với mặt catod. Nếu catod có dạng mặt cầu lõm thì các tia catod ph sẽ hội tụ tại tâm mặt cầu. – Tia catod mang năng lượng. Khi đập vào một vật nào đó, nó làm cho vật nóng lên. Trong kĩ thu hiện đại tính chất này được ứng dụng trong công việc hàn trong chân không hoặc nấu các kim lo rất tinh khiết trong chân không. – Tia catod có thể đâm xuyên các lá kim loại mỏng có chiều dày từ 0,003 – 0,03mm), có tác dụn kính ảnh và có khả năng ion hoá không khí. – Tia catod làm phát quang một số chất khi đập vào chúng, thuỷ tinh phát ánh sáng màu xanh lụ phát màu da cam. – Tia catod bị lệch trong điện trường, từ trường. – Tia catod và nói chung là chùm tia electron có vận tốc lớn, khi đập vào các vật có nguyên tử lư lớn (như platin), bị hãm lại và phát ra tia Rơn-ghen. IV- ỐNG PHÓNG ĐIỆN TỬ Các tính chất của chùm tia electron như bị lệch đi trong điện trường, từ trường, khả năng kích th phát quang một số chất, đã được ứng dụng trong ống phóng điện tử. Đó là bộ phận quan trọng c máy thu hình, dao động kí điện tử, mà hình máy tính. . . M t s ng d ng k thu t c a dòng đi n trong ch t đi nộ ố ứ ụ ỹ ậ ủ ệ ấ ệ phân 1. Điều chế hóa chất. * Clo, hirdro và xút (NaOH) là những nguyên liệu quan trọng trong điều chế hóa chất. Để điều chế nguyên liệu này, người ta điện phân dung dịch muối ăn NaCl tan trong nước với điện cực bằng Graphít hoặc bằng kim loại không bị ăn mòn . Kết quả điện phân cho ra xút tan vào dung dịch và các khí hiđrô và clo bay ra.
• 8. C1: Hãy giải thích quá trình hình thành khí clo và hidro khi điện phân dung dịch NaCl ở sơ đồ trên? 2. Luyện kim. Người ta dựa vào hiện tượng cực dương tan để tinh chế kim loại. Người ta đúc đồng từ quặng nấu ra (còn chứa nhiều tạp chất) thành các tấm. Dùng các tấm này làm cực dương trong bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat. Khi điện phân, cực dương tan dần, đồng nguyên chất bám vào cực âm, còn tạp chất lắng xuống đáy. Các kim loại khác (nhôm, magie…) và nhiều hóa chất được điều chế trực tiếp bằng phương pháp điện phân.
• 9. C2: Hãy giải thích rõ hơn quá trình tạo ra đồng nguyên chất trong việc tinh chế đồng từ quặng? 3. Mạ điện. - Dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại (thường là kim loại không gỉ như crôm, niken, vàng , bạc …) lên những đồ vật bằng kim loại khác. - Vật cần mạ được làm bằng cực âm, kim loại dùng để mạ làm cực dương và chất điện phân là dung dịch muối của kim loại cần mạ. C3: Nêu các phản ứng xẩy ra ở các điện cực khi mạ bạc cho chiếc thìa ở hình vẽ trên? 4 .Đúc điện. - Làm khuôn của vật định đúc bằng sáp ong hay bằng chất dễ nặn rồi quét lên khuôn một lớp than chì mỏng để bề mặt khuôn trở thành dẫn điện. - Khuôn được làm cực âm, cực dương làm bằng kim loại cần đúc còn dung dịch chất điện phân là muối của kim loại đó.
• 10. - Khi đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực , kim loại sẽ kết thành một lớp trên khuôn đúc. Sau đó tách lớp kim loại ra khỏi khuôn và được vật cần đúc.