AP Chemistry

điện phânelectrolysis

electrolysisVietnamese: điện phân

Còn gọi:Also called: sự điện phân

Điện phân là quá trình dùng dòng điện một chiều để thúc đẩy phản ứng oxi hóa–khử không tự phát xảy ra tại hai điện cực.Electrolysis is the use of a direct current to drive a nonspontaneous oxidation–reduction reaction at two electrodes.

Trực giác: Hãy tưởng tượng dòng điện một chiều như một cỗ máy bơm cưỡng bức, ép nước chảy ngược từ nơi thấp lên nơi cao mà bình thường nước không tự chảy được — bơm electron vào cực âm để khử ion dương thành chất mới, và rút electron ở cực dương để oxi hóa ion âm thành chất mới.Intuition: Think of the direct current as a forced pump that pushes water uphill, something it would never do on its own: electrons are pumped into the negative electrode to reduce cations into new substances, and pulled out of the positive electrode to oxidize anions into new substances.

Công thức chínhKey formula

Q = I \cdot t

Định nghĩa đầy đủFull definition1 phút đọc1 min read

Điện phân là quá trình dùng dòng điện một chiều từ nguồn ngoài để thúc đẩy phản ứng oxi hóa–khử không tự phát tại hai điện cực. Chất điện li có thể nóng chảy hoặc ở dạng dung dịch; khử xảy ra ở catot, còn oxi hóa xảy ra ở anot.

Khác pin Galvani tạo điện từ phản ứng tự phát, bình điện phân tiêu thụ điện năng. Theo định luật Faraday, lượng chất tạo thành liên hệ với điện tích truyền qua, khối lượng mol và số electron trao đổi.

Electrolysis is the use of a direct current from an external source to drive a nonspontaneous oxidation–reduction reaction at two electrodes. The electrolyte may be molten or in solution; reduction takes place at the cathode and oxidation at the anode.

Whereas a galvanic cell generates electricity from a spontaneous reaction, an electrolytic cell consumes electrical energy. Faraday's law relates the amount of substance produced to the charge passed, the molar mass, and the number of electrons exchanged.

Ký hiệuNotation

• $Q = I \cdot t$
• $F \approx 96485$ C/mol
• $m$ , $M$ , $n$

• $Q = I \cdot t$
• $F \approx 96485$ C/mol
• $m$ , $M$ , $n$

Đơn vịUnitsKhối lượng: gam (g); Điện tích: culong (C); Thời gian: giây (s); Cường độ dòng điện: ampe (A)Mass: grams (g); Charge: coulombs (C); Time: seconds (s); Current: amperes (A)

Công thức chi tiếtFormula details3 công thức3 formulas

Q = I \cdot t

Dùng khi dòng điện không đổi để tính điện lượng qua bình từ cường độ dòng điện và thời gian điện phân.Use this for a constant current to find the charge passed through the cell from the current and the electrolysis time.

Trong đóWhere

Q

Điện lượng truyền qua bình điện phân — CCharge passed through the electrolytic cell — C

I

Cường độ dòng điện không đổi — AConstant current — A

t

Thời gian điện phân — sElectrolysis time — s

Q = n_e \cdot F

Dùng để đổi giữa số mol electron trao đổi và điện lượng cần cung cấp.Use this to convert between the moles of electrons exchanged and the charge that must be supplied.

Trong đóWhere

Q

Điện lượng — CElectric charge — C

n_e

Số mol electron đã trao đổi — molMoles of electrons transferred — mol

F

Hằng số Faraday, xấp xỉ 96485 — C/molFaraday constant, approximately 96485 — C/mol

m = \htmlClass{fp-2}{\frac{\htmlClass{fp-0}{I \cdot t} \cdot M}{\htmlClass{fp-1}{n \cdot F}}}

m = \htmlClass{fp-2}{\frac{\htmlClass{fp-0}{I \cdot t} \cdot M}{\htmlClass{fp-1}{n \cdot F}}}

Dùng để tính khối lượng chất tạo ở điện cực khi biết dòng điện, thời gian, khối lượng mol và số electron trao đổi.Use this to find the mass of substance formed at an electrode from the current, time, molar mass, and number of electrons exchanged.

Trong đóWhere

m

Khối lượng chất thu được ở điện cực — gMass of substance produced at the electrode — g

I

Cường độ dòng điện không đổi — AConstant current — A

t

Thời gian điện phân — sElectrolysis time — s

M

Khối lượng mol của chất bị điện phân — g/molMolar mass of the substance being electrolyzed — g/mol

n

Số electron trao đổi trên mỗi ion bị khử hoặc oxi hóaNumber of electrons transferred per ion reduced or oxidized

F

Hằng số Faraday, xấp xỉ 96485 — C/molFaraday constant, approximately 96485 — C/mol

Hay hiểu saiCommon misconceptions3 ý · 1 phút đọc3 points · 1 min read

Catot không luôn là cực dương.

Khử luôn xảy ra ở catot, oxi hóa luôn ở anot. Trong điện phân, catot nối với cực âm của nguồn vì nguồn ngoài đẩy electron vào đó.

$E^\circ_{cell}<0$ không có nghĩa phản ứng hoàn toàn không thể xảy ra.

Trong bài phân biệt bình điện phân, dấu âm cùng $\Delta G^\circ>0$ cho biết quá trình không tự phát và cần nguồn điện ngoài.

Không được coi số mol electron bằng số mol sản phẩm.

Phải dùng hệ số electron của nửa phản ứng để đổi mol chất thành mol electron trước khi tính điện lượng hoặc dòng điện.

The cathode is not always the positive electrode.

Reduction always occurs at the cathode and oxidation at the anode. In electrolysis the cathode connects to the negative terminal, because the external source pushes electrons into it.

A negative $E^\circ_{cell}$ does not mean the reaction is impossible.

When you identify an electrolytic cell, the negative sign together with $\Delta G^\circ>0$ shows the process is nonspontaneous and needs an external power source.

Moles of electrons do not equal moles of product.

Use the electron coefficient from the half-reaction to convert moles of substance into moles of electrons before calculating charge or current.

Mẹo phòng thiExam tips2 mẹo2 tips

Viết hai nửa phản ứng trước khi tính.

Từ hệ số electron, đổi theo chuỗi gam → mol chất → mol electron → coulomb → ampe.

Kiểm tra đơn vị trước khi chọn biểu thức.

Khi tính cường độ dòng điện, kết quả phải rút gọn về C·s⁻¹, tức ampe; cách này phát hiện sai vị trí $F$ , thời gian hoặc hệ số electron.

Write both half-reactions before calculating.

The electron coefficient lets you follow the chain grams → moles of substance → moles of electrons → coulombs → amperes.

Check units before choosing an expression.

A current must reduce to C·s⁻¹, that is amperes; this check catches a misplaced $F$ , time, or electron coefficient.

Tần suất trong đề AP ChemistryHow often it shows up on AP ChemistryHay gặpCommon

Khái niệm này sinh ra từ đâuWhere the concept comes from1 phút đọc1 min read

1834Michael FaradayWilliam WhewellWilliam NicholsonAnthony Carlisle

Năm 1834, Michael Faraday đưa ra thuật ngữ “electrolysis” theo gợi ý của William Whewell để gọi quá trình dùng điện tách hợp chất thành phần đơn giản hơn.

In 1834 Michael Faraday introduced the term "electrolysis," suggested by William Whewell, for the use of electricity to split a compound into simpler components.

Vì sao mang đúng cái tên này? Cái tên nghe lạ tai này thật ra là một từ ghép Hy Lạp do mục sư William Whewell, một nhà bác học người Anh, đặt giúp Faraday. Phần đầu "electro-" bắt nguồn từ ἤλεκτρον, nghĩa gốc là "hổ phách" — thứ nhựa cây hóa thạch mà từ thế kỷ 17 người ta đã gắn với các hiện tượng điện, vì cọ xát nó lên vải thì nó hút được vụn giấy. Phần sau, λύσις, nghĩa là "sự nới lỏng", "sự hòa tan". Ghép lại, từ này mô tả đúng bản chất quá trình: dùng điện để nới lỏng rồi bẻ gãy các liên kết đang giữ hợp chất lại với nhau. Cũng trong công trình năm 1834, Faraday đặt luôn những tên gọi đi kèm mà đến nay vẫn chưa đổi: điện cực (electrode), chất điện li (electrolyte), cực dương (anode), cực âm (cathode), cùng cặp anion và cation để chỉ hai loại ion di chuyển ngược chiều nhau trong dung dịch. Vì vậy, khi đọc một đề thi tiếng Anh về chủ đề này, phần lớn thuật ngữ bạn gặp đều là chữ của một người, viết ra trong cùng một năm.

Nguồn đối chiếuSources

Bạn nắm chắc chưa?Check your understanding

Quiz câu thật từ ngân hàng đềReal exam questions from our question bank

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.A few real questions on exactly this concept, graded instantly with an explanation for every choice — the system remembers how well you know it.

Tạo tài khoảnCreate an account

Học tiếp từ đâyKeep learning

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termPhản ứng oxi hóa–khử (redox)Phản ứng hóa học · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termPin Galvani (Volta) và bình điện phânỨng dụng nhiệt động · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termĐiện phân và định luật FaradayỨng dụng nhiệt động · khoácourse AP Chemistry

Cần trướcLearn firstchất điện lielectrolyte (sắp có)(coming soon)

Dẫn tớiLeads tobình điện phânelectrolytic cell

Liên quanRelatedphản ứng oxi hóa–khửredox reaction nửa phản ứnghalf-reactionhằng số FaradayFaraday’s constant (sắp có)(coming soon)

Mục tiêu và lộ trình unit ai cũng xem được — làm bài tập và lưu tiến độ thì cần đăng nhập.Anyone can view a unit's goals and roadmap — sign in to do the exercises and save your progress.

Hay nhầm vớiOften confused with

Thuật ngữTermKhác nhau ở đâuHow they differHay nhầm khiMixed up when

pin Galvani (galvanic cell)galvanic cell

Khác nhau ở đâuHow they differPin Galvani biến đổi năng lượng hoá học thành điện năng qua phản ứng oxi hóa–khử tự phát. Điện phân dùng điện năng từ nguồn ngoài để thúc đẩy phản ứng oxi hóa–khử không tự phát.

Hay nhầm khiMixed up whenKhi đề yêu cầu xác định chiều dòng điện, dấu của điện cực (anot/catot), hoặc tính thế điện cực pin.

Cùng chủ đềSame topic

Nguồn tham khảoReferences

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 20, 55, 359.