Trong hoa hoc va san xuat che tao, đien phan (tieng Anh: electrolysis) la mot phuong thuc su dung mot dong đien mot chieu đe thuc đay mot phan ung hoa hoc ma neu khong co dong đien no khong tu xay ra. Đien phan co tam quan trong cao ve mat thuong mai do no la mot khau trong viec tach rieng cac nguyen to hoa hoc tu nhung nguon tai nguyen trong tu nhien nhu quang. Đien ap can thiet đe hien tuong đien phan xay ra đuoc goi la the đien phan. Qua trinh đien phan ve ban chat la qua trinh nguoc voi pin đien hoa.


Phan loai Đien phan Co hai loai đien phan: Đien phan nong chay va Đien phan dung dich.


= Đien phan nong chay =


= Đien phan dung dich =


Duong cuc-Anode Đien cuc duong (cuc duong, duong cuc, anot) la đien cuc noi voi cuc duong cua nguon đien mot chieu, la noi hut cac đien tu (anion)) ve va xay ra qua trinh oxy hoa.


Am cuc-Cathode Đien cuc am (am cuc, cuc am, catot) la đien cuc noi voi cuc am cua nguon đien mot chieu, la noi cac cation chay ve va xay ra qua trinh khu. Thuc nghiem cho thay khi đien phan dung dich chua cac ion kim loai đung sau nhom (Al) trong day the đien hoa thi cac ion kim loai nay bi khu tao thanh kim loai bam vao đien cuc catot. Ion nao cang đung sau thi co tinh oxy hoa cang manh nen cang bi khu truoc o catot.


The đien cuc = Đinh nghia =
● Suat đien đong:
Hieu cua the đien cuc duong (E(+)) voi the đien cuc am (E(-)) đuoc goi la suat đien đong cua pin đien hoa:
                              Epin   =  E(+)  - E(-)
(o vi du nay E0pin   =  E0(Cu2+/ Cu) -    E0(Zn2+/Zn)).


 ● The đien cuc chuan kim loai:  - Đien cuc KL ma nong đo ion KL trong dung dich bang 1M đuoc goi la đien cuc chuan.
- The đien cuc chuan cua KL can đo đuoc chap nhan bang sđd cua pin tao boi đien cuc hydro chuan va đien cuc chuan cua KL can đo.
- Neu KL đong vai cuc am, thi the đien cuc chuan cua KL co gia tri am, neu đong vai tro cuc duong thi the đien cuc chuan cua KL co gia tri duong.


= Y nghia cua day the đien cuc chuan cua KL. =


 ● So sanh tinh oxy hoa-khu:  Trong dung dich nuoc the đien cuc chuan cua KL  E0Mn+/ M cang lon thi tinh oxy hoa cua cation Mn+ va tinh khu cua KL M cang yeu. (nguoc lai).


 ● Xac đinh chieu cua phan ung oxi-hoa khu:  Cation KL trong cap oxihoa-khu co the đien cuc chuan lon hon co the oxihoa đuoc KL trong cap co the đien cuc chuan nho hon.
- dua vao the đien cuc chuan cua KL đe sap xep nho ben trai, lon ben phai.
- viet phuong trinh phan ung theo quy tac anpha ().
KL trong cap oxihoa-khu co the ĐCC am khu đuoc ion H+ cua dung dich axit.


 ● Xac đinh suat đien đong chuan cua pin đien hoa:  Epin   =  E(+)  - E(-)
suat đien đong cua pin đien hoa luon la so duong


 ● Xac đinh the đien cuc chuan cua cap oxy hoa-khu:  E0pin X-Y = E0Yn+/Y - E0Xm+/X
Khi biet E0pin X-Y, neu biet E0Yn+/Y  Þ E0Xm+/X
Vi du:
Xac đinh E0Ni2+/Ni. Biet E0pin Ni-Cu = 0,60 V, E0Cu2+/Cu = 0,34V
             E0pin Ni-Cu = E0Cu2+/Cu - E0Ni2+/Ni
             Þ E0Ni2+/Ni = 0,34 – 0,6 = -0,28 V


= • Bang gia tri the đien cuc chuan =
Chu thich: (s) – ran; (l) – long; (g) – khi; (aq) – dung dich; (Hg) – hon hong; bold – phuong trinh phan ly nuoc.


Lich su Nam 1785 – May tao tinh đien cua Martinus van Marum đuoc su dung đe khu thiec, kem, va antimon khoi muoi cua chung bang cach đien phan.
Nam 1800 -William Nicholson va Anthony Carlisle (xem them Johann Ritter), phan ly nuoc thanh hydro va oxy.
Nam 1807 -Kali, calci, natri, bari va magie đuoc Humphry Davy phat hien nho đien phan.
Nam 1886 -fluor đuoc phat hien boi Henri Moissan nho đien phan.


Phan ung xay ra = Đien phan nong chay =
Đien phan chat đien li nong chay
Vi du 1: Đien phan NaCl nong chay co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)  ←  NaCl  →  Anot (+)
Na+ + 1e → Na                     2Cl- → Cl2 + 2e
Phuong trinh đien phan: 2NaCl → 2Na + Cl2
Vi du 2: Đien phan Al2O3 nong chay pha them criolit (Na3AlF6) co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)  ←  Al2O3  → Anot (+)
4| Al3+ + 3e → Al                    3| 2O2- → O2 + 4e
Phuong trinh đien phan la: 2Al2O3 → 4Al + 3O2


= Đien phan dung dich =


 Tai Cathode  - Tai catot xay ra qua trinh khu cation (sau Al):  Mn+ + ne → M
- Neu đien phan dung dich co cac cation K+, Na+, Ca2+, Ba2+, Mg2+, Al3+ thi H2O se tham gia đien phan theo PT: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
- Neu trong dung  dich co nhieu cation thi cation nao co tinh oxy hoa manh hon se bi đien phan truoc.


 Tai Anode  Tai anot xay ra qua trinh oxy hoa anion:  Xn- → X + ne  
* Goc axit khong chua oxi nhu Cl-, S2-... hoac ion OH- cua bazo kiem hoac nuoc thi tham gia đien phan.
Thu tu anion bi oxy hoa: S2– > I– > Br– > Cl– > RCOO– > OH– > H2O
Goc axit co chua oxi NO3–, SO42–, PO43–, CO32–, ClO4–... thi nuoc tham gia đien phan:  2H2O → O2 + 4H+ + 4e


 = Neu Anode khong tan:  =
Neu anode la chat tro (khong tan, nhu Bach kim (Pt), than chi (co the dung loi pin), cac anion khong chua oxi se bi oxy hoa o anode, khi khong con anion khong chua oxi, nuoc se bi oxy hoa, khi het nuoc, qua trinh đien phan se ngung.


 = Neu Anode tan:  =
Neu anode khong tro thi anode se bi tan va co the phan ung voi dung dich đien phan.


 = Neu khong co vach ngan giua hai cuc:  =
Thuong thi binh đien phan co vach ngan xop ngan thanh hai phan, mot phan chua cathode, mot phan chua anode, nhung neu bo vach ngan nay, cac chat tao thanh do đien phan se phan ung voi dung dich.


 Vi du:  Đien phan dung dich NaCl khong co vach ngan, ta đuoc nuoc Javel do Cl2 sinh ra phan ung voi NaOH tao thanh do đien phan:
2NaCl + 2H2O đp=> H2 + NaOH + Cl2
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O (hon hop nay goi la nuoc Javel)


 Vi Du phan ung đien phan  Vi du 1: Đien phan NaCl nong chay co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)     ←    NaCl    →    Anot (+)
Na+ + 1e → Na                     2Cl- → Cl2 + 2e
Phuong trinh đien phan: 2NaCl → 2Na + Cl2
Vi du 2: Đien phan Al2O3 nong chay pha them criolit (Na3AlF6) co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)      ←      Al2O3    →  Anot (+)
4| Al3+ + 3e → Al                    3| 2O2- → O2 + 4e
Phuong trinh đien phan la: 2Al2O3 → 4Al + 3O2
Vi du 3: Đien phan dung dich CuCl2 voi anot tro co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)     ←     CuCl2      →      Anot (+)
Cu2+ + 2e → Cu                            2Cl- → Cl2 + 2e
Phuong trinh đien phan: CuCl2 → Cu + Cl2
Vi du 4: Đien phan dung dich NaCl bao hoa voi đien cuc tro co mang ngan co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)       ←     NaCl       →       Anot (+)
H2O, Na+               (H2O)                 Cl-, H2O
2H2O + 2e → H2 + 2OH-                 2Cl-  → Cl2 + 2e
Phuong trinh đien phan: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2
Neu khong co mang ngan thi: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
=> phuong trinh đien phan: NaCl + H2O → NaClO + H2
Vi du 5: Đien phan dung dich NiSO4 voi anot tro co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)      ←      NiSO4    →    Anot (+)
Ni2+, H2O               (H2O)            H2O, SO42-  
Ni2+ + 2e → Ni                            2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Phuong trinh đien phan la: 2NiSO4 + 2H2O → 2Ni + 2H2SO4 + O2
Vi du 6: Đien phan dung dich NiSO4 voi anot bang Cu co the bieu dien bang so đo:
Catot (–)       ←         NiSO4      →      Cu (+)
Ni2+, H2O                  (H2O)                H2O, SO42-
Ni2+ + 2e → Ni                                   Cu → Cu2+ + 2e
Phuong trinh đien phan la: NiSO4 + Cu → CuSO4 + Ni
Vi du 7: Đien phan dung dich hon hop chua FeCl3, CuCl2 va HCl voi anot tro co the bieu dien bang so đo:


Đinh luat Faraday Đinh Luat Đien phan Faraday:
Khoi luong chat giai phong o moi đien cuc ti le voi đien luong đi qua dung dich va đuong luong cua chat:  
  
    
      
        m
        =
        
          
            
              A
              .
              I
              .
              t
            
            
              n
              .
              F
            
          
        
      
    
    {\displaystyle m={\frac {A.I.t}{n.F}}}
  

Trong đo:
+ m: khoi luong chat giai phong o đien cuc (gam)
+ A: khoi luong mol nguyen tu cua chat thu đuoc o đien cuc
+ n: so electron ma nguyen tu hoac ion đa cho hoac nhan
+ I: cuong đo dong đien (A)
+ t: thoi gian đien phan (s)
+ F: hang so Faraday (F = 1,602.10−19.6,022.1023 ≈ 96500 C.mol−1)
Bieu thuc lien he:    
  
    
      
        n
        =
        
          
            
              I
              .
              t
            
            F
          
        
      
    
    {\displaystyle n={\frac {I.t}{F}}}
  


Ung dung Đien phan - Đieu che kim loai
- Đieu che mot so phi kim: H2, O2, F2, Cl2
- Đieu che mot so hop chat: NaOH, nuoc Giaven
- Tinh che kim loai: Cu, Pb, Zn, Fe, Ag, Au
- Ma đien: Cu, Ag, Au, Cr, Ni


Xem them Su đien phan
Cathode
Anode
Đien ly


Tham khao Lien ket ngoai Đien Phan - hoahoc247.com
Ly thuyet su đien phan Hoa 12
Giao trinh Đien phan cua Vo Hong Thai