BÀI BÁO CÁO THẢO LUẬN-CHƯƠNG 11-ĐIỆN HÓA HỌC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.89 MB, 43 trang )
Chương 11
ĐIÊN HÓA HỌC
1
Điện hóa học
10.1.Pin điện hóa
10.2.Các loại điện cực
10.3.Thế điện cực chuẩn
10.4.Chiều & hằng số cân bằng p/u
oxy hóa-khử
10.5.Sự điện phân
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
2 of
48
10.1.Pin điện hóa
1.Phản ứng oxy hóa-khử
2 e chuyển từ chất khử (Zn) sang chất oxy
hóa (Cu2+) & tỏa ra năng lượng nhiệt
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
3 of
48
Zn Cu
2+
Zn
2+
Cu
H
o
, KJ/mol
0 64,39 -152,4 0
kJH
o
79,21639,644,152
CuZnCuZn
22
e
10.1.Pin điện hóa
2.Nguyên tắc biến hóa năng thành
điện năng
Thực hiện riêng biệt :
p/u oxy hóa:
p/u oxy khử:
Dùng dây dẫn điện nối Zn-Cu:
“e” chuyển từ Zn sang Cu
Dòng điện chạy từ Cu Zn
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
4 of
48
2
2 ZneZn
CueCu
2
2
10.1.Pin điện hóa
3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)
Cấu tạo
Điện cực Zn Điện cực Cu
Dây dẫn kim loại Cầu nối dung dịch:
d.dịch KCl bão hòa
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
5 of
48
10.1.Pin điện hóa
3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)
Hoạt động của pin
Phản ứng điện cực
-Trên cực Zn (P/u oxy hoá) :
-Trên cực Cu (P/u khử ):
P/u tổng : oxy hoá –khử
Điện cực xảy ra p/u oxy hóa Anot
Điện cực xảy ra p/u khử Catot
Chuyển dời electron : từ anot (Zn) catot (Cu)
Sinh ra dòng điện : từ catot (Cực “+”) anot (Cực “-”)
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
6 of
48
2
2 ZneZn
CueCu
2
2
CuZnCuZn
22
10.1.Pin điện hóa
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
7 of
48
10.1.Pin điện hóa
3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)
Sức điện động của pin điện hóa
Thế hiệu
Ví dụ:
Công hữu ích
Hoá năng Điện năng :
n- Sồ “e” trao đổi trong p/u
F = 96.500 culong - Số Faraday
E- Sức điện động, von
Ví dụ:
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
8 of
48
ZnZnCuCu
E
22
GnFEA
max
nFEG
VE
ZnZnCuCu
1.1)76.0()34,0(
22
JnFEG 2123001,1965002
10.1.Pin điện hóa
3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)
Ký hiệu pin điện hóa
Ví dụ :
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
9 of
48
D.d điện cực 1
V.liệu điện cực 1
V.liệu điện cực 2
D.d điện cực 2
ZnNO
3
Zn
Cu
CuNO
3
11.2.Các loại điện cực
1.Điện cực kim loại
2.Điện cực oxy hóa-khử
3.Điện cực hydro chuẩn
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
10 of
48
11.2.Các loại điện cực
1.Điện cực kim loại
Thanh Me nhúng vào
trong d.dịch muối của nó
P/u điện cực
Hòa tan
Kết tủa
Hay
Cặp oxy hóa-khử
Lớp điện tích kép: -/+
Thế điện cực
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
11 of
48
n
e
MneMe
neMMe
n
ddeR
)()(
MeMe
n
/
MeMe
n
neM
n
dde
)(
)(R
Me
11.2.Các loại điện cực
2.Điện cực oxy hóa-khử
Day Pt nhúng vào
trong d.dịch muối Fe
2+
, Fe
3+
P/u điện cực
Fe
3+
nhận “e”:
Fe
2+
nhường “e”:
Hay
Cặp oxy hóa-khử
Lớp điện tích kép: +/-
Thế điện cực
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
12 of
48
eFF
ee
23
23
/ FeFe
23
FeFe
eF
e
3
2
Fe
ee
FeF
3
11.2.Các loại điện cực
3.Điện cực hydro chuẩn
Dây Pt nhúng vào
trong d.dịch H
2
SO
4
:1mol/lit
Thổi khí H
2
: áp suất 1atm
P/u điện cực
Cặp oxy hóa-khử
Lớp điện tích kép: +/-
Thế điện cực
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
13 of
48
V
o
HH
0
2
eH
dd
22
)(
)(2 K
H
2
/ HH
11.3.Thế điện cực chuẩn
1.Quy ước
Nồng độ
Dung dịch: 1mol/lit
Chất khí : 1atm
Nhiệt độ: xác định ( 25
o
C)
Chiều p/u
ox-dạng oxy hóa
kh-dạng khử
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
14 of
48
neox
kh
11.3.Thế điện cực chuẩn
2.Đo thế điện cực chuẩn
Thiết lập pin : đcực cần đo-đ.cực hydro chuẩn
Sức điện động của pin
Ví dụ 1 :
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
15 of
48
o
Me
n
Me
o
Me
n
Me
o
HH
o
Me
n
Me
E
//
2
//
0
oo
E
)()(
0
2
//
2
o
Cu
o
HH
o
CuCu
E
VE
oo
34.0
)()(
V
o
Cu
34.0
2
11.3.Thế điện cực chuẩn
2.Đo thế điện cực chuẩn
Ví dụ 2 :
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
16 of
48
o
Me
n
Me
o
Me
n
Me
o
HH
o
Me
n
Me
E
//
2
//
0
o
Zn
o
Zn
o
H
E
22
0
VE
oo
76.0
)()(
V
o
Zn
76.0
2
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
17 of
48
Bảng thế điện cực tiêu chuẩn ở 25
0
C
Me Phản ứng điện cực E
o
, v Me Phản ứng điện cực E
o
, v
Au Au
3+
+ 3e Au 1.42 Cd Cd
2+
+ 2e Cd -0.40
O
2
+4H
+
+ 4e 2H
2
O 1.23 Fe Fe
2+
+ 2e Fe -0.44
Pt Pt
2+
+ 2e Pt 1.20 Cr Cr
3+
+ 3e Cr -0.74
Ag Ag
+
+ e Ag 0.80 Zn Zn
2+
+ 2e Zn -0.76
O
2
+4H
+
+ 4e 4OH
-
0.40 Mn Mn
2+
+ 2e Mn -1.18
Cu Cu
2+
+ 2e Cu 0.34 Ti Ti
2+
+ 2e Ti -1.66
2H
+
+ 2e H
2
0.00 Al Al
3+
+ 3e Al -1.66
Pb Pb
2+
+ 2e Pb -0.13 Mg Mg
2+
+ 2e Mg -2.36
Sn Sn
2+
+ 2e Sn -0.14 Na Na
+
+ e Na -2.71
Ni Ni
2+
+ 2e Ni -0.25 K K
+
+ e K -2.92
Co Co
2+
+ 2e Co -0.28
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
18 of
48
Bảng thế điện cực tiêu chuẩn ở 25
0
C
11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử
P/u điện cực
Phương trình Nernst
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
19 of
48
KhneOx
KRTGG
o
TT
ln
][
][
ln
0
Ox
Kh
RTnFnF
][
][
ln
0
Kh
Ox
nF
RT
11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử
P/u oxy hoá-khử :
p/u oxy hoá
p/u khử
p/u oxy hoá-khử
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
20 of
48
KhneOx
II
neOxKh
II
IIIIII
KhOxOxKh
1
2
nFEG
T
)()(
E
12
nFG
T
11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử
Chiều p/u oxy hoá-khử :
• G < 0 :
2
-
1
> 0
2
>
I
p/u : T P
• G > 0 :
2
-
1
< 0
2
<
I
p/u : P T
• G = 0 :
2
-
1
= 0
2
=
1
p/u : cân bằng
Quy tắc xác định chiều p/u
P/u Ox-Kh xảy ra theo chiều dạng [Ox] của cặp
Ox-Kh có thế điện cực lớn sẽ oxy hoá dạng [Kh]
của cặp Ox-Kh có thế điện cực nhỏ hơn
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
21 of
48
12
nFG
T
11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử
Hằng số cân bằng của p/u oxy hóa-khử
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
22 of
48
KRTKRTn FEG lg3.2ln
00
KK
F
RT
nE lg059.0lg
3.2
0
059.0
10
o
nE
K
059.0
lg
nE
K
11.5.Sự điện phân
11.5.1.Khái niệm
11.5.2.Điện phân trong dung dịch nước
11.5.3.Điện phân muối nóng chảy
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
23 of
48
11.5.1.Khái niêm
Hệ điện phân
Sự điện phân
Qúa trình oxy hoá-khử
trên bề mặt điện cực
khi cho dòng điệm
một chiều đi qua
dung dịch điện phân
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
24 of
48
11.5.1.Khái niêm
Hệ điện phân
Sự điện phân
Qúa trình oxy hoá-khử
trên bề mặt điện cực
khi cho dòng điệm
một chiều đi qua
dung dịch điện phân
HUI© 2006 General Chemistry:
Slide
25 of
48
