Trả lời câu hỏi C2 trang 97 – Bài 19 - SGK môn Vật lý lớp 11 nâng cao
Dựa vào lập luận bản chất dòng điện trong chất điện phân (mục 2), hãy chứng tỏ điện trở của dung dịch điện phân giảm khi nhiệt độ tăng.
"Khi muối, axit, bazo được hòa tan vào nước, chúng dễ dàng tách ra thành các ion trái dấu. Ví dụ phân tử NaCl tách thành ion \(Na^+\) và ion \(Cl^-\) riêng rẽ. Quá trình này gọi là sự phân ly của các phân tử chất hòa tan trong dung dịch. Chuyển động nhiệt mạnh trong muối hoặc bazo nóng chảy cũng làm các phân tử chất này phân li thành các ion tự do như dung dịch. Trong khi chuyển động nhiệt hỗn loạn, một số ion dương có thể kết hợp lại với ion âm khi va chạm, để trở thành phân tử trung hòa. Quá trình này gọi là sự tái hợp. Do kết quả của hai quá trình nói trên, số lượng phân tử bị phân li có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của dung dịch. Số cặp ion được tạo thành mỗi giây tăng khi nhiệt độ tăng.
Các ion này chuyển động nhiệt hỗn loạn. Vì vậy không có dòng điện tích dịch chuyển có hướng khi chưa có tác dụng của điện trường ngoài.
Khi ta đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực, trong bình điện phân có điện trường, thì các ion có thêm chuyển động có hướng theo phương của điện trường (ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn ). Chuyển động có hướng đó của các ion tạo nên dòng điện trong chất điện phân.
Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường."
GHI CHÚ:
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo hướng điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
- Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân bằng một dung dịch muối kim loại mà anot làm bằng chính kim loại ấy.
- Định luật Ôm đối với chất điện phân: Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm, giống như đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
- Định luật I Fa-ra-đây: Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó.
\(m=kq\)
- Định luật II Fa-ra-đây: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam \(\dfrac{A}{n} \) của nguyên tố đó.
\(k=c\dfrac{A}{n}\)
- Công thức Fa-ra-đây về điện phân:
\(m=\dfrac{1}{F}\dfrac{A}{n}q=\dfrac{1}{F}\dfrac{A}{n}It\)
Bản chất dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
Khi nhiệt độ tăng, số lượng phân tử phân li tăng dẫn đến số lượng các cặp ion được tạo thành tăng. Chính điều này làm tăng khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân, nghĩa là điện trở của dung dịch điện phân giảm khi nhiệt độ tăng.