xét ảnh hưởng của ph tới thế oxi hóa – khử tính cân bằng khi xét ảnh hưởng của ph tới thế oxi hóa – khử

1
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
HÓA HỌC PHÂN
HÓA HỌC PHÂN


TÍCH :HH306.2_LT
TÍCH :HH306.2_LT


Nhóm 4:
Nhóm 4:


1. Phan Văn Thắng 2. Nguyễn Mạnh Quang
1. Phan Văn Thắng 2. Nguyễn Mạnh Quang


3. Trần Thị Nhung 4. Trần Thị Mỹ Nương
3. Trần Thị Nhung 4. Trần Thị Mỹ Nương


5. Phạm Thị Thu Phương 6. Vũ Thị Oanh
5. Phạm Thị Thu Phương 6. Vũ Thị Oanh

7. Trần Thị Quỳnh 8. Mai Thị Thoa
7. Trần Thị Quỳnh 8. Mai Thị Thoa


9. Ngô Hồng Nhung 10. Đoàn Thị Son
9. Ngô Hồng Nhung 10. Đoàn Thị Son


11. Nguyễn Thị Nga 12. Nguyễn thị Thơm
11. Nguyễn Thị Nga 12. Nguyễn thị Thơm
Slide nói lên tất cả!
2
.
Câu hỏi
Xét ảnh hưởng của pH tới
thế oxi hóa – khử
Tính cân bằng khi xét ảnh hưởng
của pH tới thế oxi hóa – khử
3
I. ẢNH HƯỞNG CỦA pH TỚI THẾ OXI HÓA – KHỬ:
I. ẢNH HƯỞNG CỦA pH TỚI THẾ OXI HÓA – KHỬ:


1. Các phản ứng oxi hóa – khử có ion H
1. Các phản ứng oxi hóa – khử có ion H
+
+
hoặc có ion OH
hoặc có ion OH

-
-


trực tiếp tham gia phản ứng
trực tiếp tham gia phản ứng


Ion H
Ion H
+
+
:
:
Ta có:
Ta có:
Vậy:
Vậy:


E
E
’
’
phụ thuộc vào pH nên khi pH càng giảm (môi
phụ thuộc vào pH nên khi pH càng giảm (môi
trường axit) thì E
trường axit) thì E
’
’

càng tăng, tính oxi hóa của chất oxi
càng tăng, tính oxi hóa của chất oxi
hóa càng mạnh
hóa càng mạnh
( )
( )
( )
a
0
ox/kh
Ox
0,0592
log
m
b
E E H
n
Kh
+
= +
( )
( )
( )
a
0
ox/kh
Ox
0,0592 0,0592
log log
m

b
E H
n n
Kh
+
= + +
( )
( )
( )
a
0
Ox
0,0592 0,0592
log log
m
b
E E H
n n
Kh
+
= + +
( )
( )
a
'
Ox
0,0592
log
b
E

n
Kh
= +
' 0
0,0592.m
E E pH
n
= −
+
2
aOx + mH ne bKh pH O+ +€
4
VD1 : Thiết lập sự phụ thuộc thế theo pH của cặp oxi hóa - khứ
sau:
Phương trình:
Ta có:
Vậy:
2 0
4
/ E 1,51 MnO Mn V
− +
=
( )
( )
( )
- 2
4
8
4
0

2
MnO /
0,0592
log
5
Mn
MnO
E E H
Mn
+
−
+
+
= +
( )
( )
( )
- 2
4
-
4
0
2
MnO /
MnO
0,0592 0,0592.8
log log
5 5
Mn
E E H

Mn
+
+
+
= + +
2
4 2
8 5 4MnO H e Mn H O
− + +
+ + +€
( )
( )
-
4
'
2
MnO
0,0592
log
5
E E
Mn
+
= +
0
' 0,0947 1,51 0,0947E E pH pH= − = −
5
Ion OH
-
:

Theo ý a, ta có :
Thay :
Ta có:

Khi pH tăng thì thế oxi hóa – khử giảm
VD2: thiết lập thế phụ thuộc vào pH của cặp:
Phương trình:
Áp dụng công thức ta có:
Hay:
( )
' 0
0,0592 1
log
m
E E
n
OH
−
= +
3 2
( ) / ( )Fe OH Fe OH
0
3 2
Fe(OH) 1 ( ) E 0,526e Fe OH OH V
−
+ + = −
€
0
0,8288 0,0592E E pH
= + −

( )
( )
w
+
H
K
OH
−
=
' 0
0,8288 0,0592.
.
m m
E E pH
n n
= + −
0,526 0,8288 0,0592 0,3028 0,0592E pH pH
= − + − = −
6
2.Các phản ứng oxi hóa khử không có ion H
+
và ion aOH
-

trực tiếp tham gia phản ứng:
mặc dù phản ứng không có ion H
+
và ion OH
-
trực tiếp tham

gia phản ứng nhưng do sự tạo phức hiđroxo của các ion kim
loại hoặc sự phân li hay proton hóa các chất oxi hóa – khử là
axit hay bazo yếu .
Bài tập 1: giải thích sư phụ thuộc của thế oxi hóa – khử vào
pH của cặp S/H
2
S
trả lời:
Xét các khả năng:
•
pH > 13, xét phản ứng 1:
Ta có:

2
2 0
/
(1) 2
S S
S e S E
−
−
+
€
2
0
2
/
0,0592 1
log
2

S S
E E
S
−
−
= +
 
 
0
/
(2) 2
S HS
S e H HS E
−
+ −
+ +
€
2
0
2 /
(3) 2 2
S H S
S e H H S E
+
+ +
€
7
E không phụ thuộc pH.
•
7 < pH < 13, xét phản ứng (2)

ta có:
Hay
E có phụ thuộc vào pH
•
pH < 7, xét phản ứng (3)
Ta có:
Hay
E phụ thuộc vào pH

+
0
/
H
0,0592
log
2
S HS
E E
HS
−
−
 
 
= +
 
 
0
/
0,0592 0,0592
log

2 2
S HS
E E HS pH
−
−
 
= − −
 
2
+
0
/
H
0,0592
log
2
S HS
E E
HS
−
−
 
 
= +
 
 
0
/
0,0592
log 0,0592

2
S HS
E E HS pH
−
−
 
= − −
 
8
Bài tập 2: Tính thế điều kiện của cặp CoOH
2+
/Co
2+
ở pH = 3,00
Trả lời:
Pt:
Ta có:
2+ 3 1 1,78
2
3 2 31
2+ 2 32,78 0
2
oOH * 10
1 k=10
oOH 1 k=10 , 1,94
C H Co H O
Co e Co
C H e Co H O E
β
+ + −

+ +
+ +
+ + =
+
⇒ + + + =
€
€
€
2
0
2
oOH .
0,0592log
C H
E E
Co
+ +
+
   
   
= +
 
 
2+ 2+
0
2 2
oOH oOH
0,0592log 0,0592log ' 0,0592log
Co
C C

E E H E
Co
+
+ +
   
   
 
= + + = +
 
   
   
0
' 0,0592 1,94 0,0592.3 1,763E E pH V
= − = − =
9
3. Sự phụ thuộc chiều hướng phản
3. Sự phụ thuộc chiều hướng phản
ứng oxi hóa – khử theo pH:
ứng oxi hóa – khử theo pH:
pH thay đổi kéo theo sự thay đổi thế oxi hóa – khử, do đó
chiều hướng đổi phản ứng thay
Bài tập 1: Đánh giá khả năng phản ứng giữa với KCl ở
pH = 0
Các cặp oxi hóa khử:
Ta thấy thế oxi hóa khử của (1) không phụ thuộc vào pH nhưng
thế oxi hóa khử của (2) lại phụ thuộc vaò pH:
2 2 7
K Cr O
2
2 3

2 7
0
2
/ 2
2 3
2 7 2
/ 2
2 2 E 1,359
14 6 2 7 E 1,33
Cl Cl
Cr O Cr
Cl e Cl V
Cr O H e Cr H O V
−
− +
−
− + +
+ =
+ + + =
€
€
10

Ta có:

Hay
Với pH = 0
và E
2
= E

0
= 1.33 <
phản ứng với KCl
2 3
2 7
2
14
2 7
0
2
3
/ 2
3
Cr
0,0592 0,0592
log log
5 5
Cr O Cr
O
E E H
Cr
− +
−
+
+
+
 
 
 
= + +

 
 
 
2 3
2 7
2
2 7
0
2
3
/ 2
3
Cr
0,0592
0,166 log
5
Cr O Cr
O
E E pH
Cr
− +
−
+
+
 
 
= − +
 
 
2

0
/ 2Cl Cl
E
−
2 -
2 7 2
ông oxi hóa Cl ành ClCr O kh th
−
=>
2 2 7
ông hayK Cr O kh
11
II. TÍNH CÂN BẰNG KHI XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA pH TỚI THẾ
II. TÍNH CÂN BẰNG KHI XÉT ẢNH HƯỞNG CỦA pH TỚI THẾ
OXI HÓA KHỬ
OXI HÓA KHỬ
LÍ THUYẾT:
Để tính cân bằng oxi hóa – khử khi trong dung dịch không có
các quá trình phụ thì có thể tính thành phần dựa vào ĐLTDKL
áp dụng cho cân bằng oxi hóa – khử. Nếu hằng số cân bằng
quá lớn thi xác định TPGH và tính cân bằng ngược lại.
Nếu cân bằng có các quá trình phụ kèm theo cân bằng oxi
hóa – khử thi nên tìm cách đánh giá mức độ của cân bằng oxi
hóa – khử hoặc tính theo hằng số cân bằng điều kiện (khi biết
pH)


12
Bài 1: Tính cân bằng trong dung dịch khi rắc bột đồng kim loại
vào dung dịch AgNO

3
0,2M ở pH = 0. biết:
Bài giải:
Tính thành phần giới hạn:
Vậy. TPGH của dd là:

2
0 0
/ /
0,337 ; 0,799
Cu Cu Ag Ag
E V E V
+ +
= =
-14
3 3
2
2 15,6
3 3
k=10
2 2
2AgNO 2 2 k=10
AgNO Ag NO
Ag Cu Ag Cu
Cu Ag Cu NO
+ −
+ +
+ −
+
+ ↓ ↓ +

+ + +
€
€
€
[ ]
2 15.6
3 3
0
2AgNO 2 2 k=10
C 0,2 0,1 0 0 0 M
0 0,1 0,2 M
Cu Ag Cu NO
+ −
+ + +€
2 -
3
0.1 NO 0,2Cu M M
+
   
= =
   
13
Xét cân bằng ngược lại:
Ta có
Coi x << 0,1 nên
=> 2x = 10
-15,6
.0,1.0.2
2
=>

x = 5.10
-19
Vậy, nồng độ các chất lúc cân bằng là:
[ AgNO
3
] = 10
-18
M
15,6
2
2
10
(0,1 )(0,2 2 )
x
x x
−
=
− −
2 19
0,1 5.10 0,1Cu M
+ −
 
= −
 
;
19
3
0,2 2.10 0,2NO M
− −
 

= −
 
;
[ ]
2 -1 15,6
3 3
2 2 2 k 10
0,1-x 0,2-2x 2x
Ag Cu NO AgNO Cu
+ − −
+ + + =€
14
Bài tập 2: Lắc một ít bột Cu với dung dịch Fe
3+
0,01 M (ở pH = 0)
cho đến khi cân bằng. Tính nồng độ các ion trong dung dịch
Bài giải:
Do k = 10
14,66
rất lờn nên pư trên xảy ra hoàn toàn
TPGH: 0,01 0,005
Xét cân bằng:
Lúc CB: 0,01–2x 0,005–x x
3 2 2
2 2 Fe Cu Fe Cu
+ + +
+ +€
2 2 3 -1 14,66
2 2 k 10Fe Cu Fe Cu
+ + + −

+ + =
€
2(0,771-0,337)
3 2 2 14,66
0,0592
2 2 k=10 10Fe Cu Fe Cu
+ + +
+ + =
€
15
•
Ta có:
k
-1
=
Do x << 0,01 nên coi 0,01 – 2x 0,01 và
0,005 – x 0,005 nên:
⇒
X = 1,65.10
-11
Vậy, nồng độ các ion lúc cân bằng là:
[Fe
2+
] = 0,01 M
[Cu
2+
] = 0,005 M
[Fe
3+
] = 3,3.10

-11
2
14,66
2
(2 )
10
(0,01 2) (0,05 )
x
x
−
=
− −
2
14,66
2
(2 )
10
(0,01 2) (0,05 )
x
x
−
=
− −
;
;
16
Cuối cùng
Xin cảm ơn các bạn đã lắng nghe
Suy nghĩ Cảm nhận
Đưa ra lời nhận xét