Điện phân định lượng: định luật Faraday và hiệu suất dòng điện

Điện lượng nối mạch điện với phản ứng hóa học

Điện lượng Q=It. Số mol electron n(e)=Q/F với F≈96500 C·mol⁻¹. Từ bán phản ứng cân bằng, dùng tỉ lệ electron để tính mol chất tạo thành hoặc tiêu thụ.

Ví dụ mạ đồng

Catot: Cu²⁺+2e→Cu. Dòng 1,93 A chạy 1000 s cho Q=1930 C≈0,0200 mol e, nên tạo tối đa 0,0100 mol Cu, khoảng 0,635 g nếu lấy M=63,5 g/mol.

Hiệu suất dòng điện

Nếu chỉ thu 0,540 g Cu, hiệu suất η=0,540/0,635×100%≈85,0%. Phần điện lượng còn lại có thể đi vào phản ứng phụ; không được sửa hệ số electron để ép khớp số đo.

Chọn sản phẩm

Cần xét điện cực trơ hay hoạt động, thành phần dung dịch, khả năng phóng điện và điều kiện thực tế. Tên chất điện li một mình chưa luôn đủ xác định sản phẩm.

⚠️ Kiểm tra

• Thời gian phải đổi sang giây nếu I tính bằng ampere.
• Tổng electron nhường và nhận phải bằng nhau.
• Khối lượng thực không vượt lí thuyết nếu định nghĩa hiệu suất đúng.

✍️ Luyện tập

Tính thời gian để mạ 1,27 g Cu bằng dòng 2,00 A ở hiệu suất 80%; viết rõ bán phản ứng và số chữ số có nghĩa.