Bai 3 day dien hoa cua kim loai

Khóa h c Hoá h c – L p 12 –Th y Ph m Ng c S n

Dãy đi n hoá c a Ệim ệo i

DẩY I N HOÁ C A KIM LO I
(TÀI LI U BÀI GI NG)

Giáo viên: PH M NG C S N
ây là tài li u tóm l c các ki n th c đi kèm v i bài gi ng “Dãy đi n hoá c a kim lo i” thu c Khóa h c Hóa h c –
có th n m v ng ki n th c ph n “Dãy đi n hoá c a kim
L p 12 – Th y Ph m Ng c S n t i website Hocmai.vn.
lo i”, B n c n k t h p xem tài li u cùng v i bài gi ng này.

I. C P OXI HOÁ - KH C A KIM LO I
Trong ph n ng hoá h c, cation kim lo i có th nh n electron đ tr thành nguyên t kim lo i và
ng c l i, nguyên t kim lo i có th nh ng electron đ tr thành cation kim lo i.
Thí d :
Fe2+ + 2e
Fe
Cu2+ + 2e
Cu
Ag+ + 1e
Ag
+ ne
T ng quát :
M
Mn


ChÊt khö
ChÊt oxi ho¸

Ch t oxi hoá và ch t kh c a cùng m t nguyên t kim lo i t o nên c p oxi hoá - kh . Các c p oxi hoá
- kh trên đ c vi t nh sau :
Fe2 
;
Fe

Cu 2 
;
Cu

Ag 
Ag

Mn
M
đánh giá tính oxi hóa c a ion kim lo i và tính kh c a kim lo i, ng

T ng quát :
chu n

E0 n 
M

i ta dùng Th đi n c c tiêu

M

II. PIN I N HOÁ
1. C u t o
- Hai thanh kim lo i khác nhau nhúng vào dung d ch mu i c a kim lo i đó.

- N i 2 thanh kim lo i b ng dây d n đi n
- C u mu i n i gi a 2 dung d ch mu i
Ví d : Hai c c thu tinh, m t c c ch a 50ml dung d ch CuSO4 1M, c c kia ch a 50ml dung d ch
ZnSO4 1M. Nhúng m t lá Cu vào dung d ch CuSO 4, m t lá Zn vào dung d ch ZnSO 4. N i hai dung
d ch b ng m t ng hình ch U đ ng dung d ch NH 4NO3 (ho c KNO3). ng này đ c g i là c u mu i.
2. C ch ho t đ ng trong pin đi n hoá
 Trên đi n c c Zn, các nguyên t k m đ l i electron trên b m t đi n c c và và tan vào dung d ch
d i d ng ion Zn 2+. đây x y ra s oxi hóa các nguyên t Zn thành Zn2+:
Zn  Zn2+ + 2e
 Lá k m tr thành ngu n electron nên đóng vai trò c c âm. Các electron theo dây d n đ n c c Cu.
đây, x y ra s kh các ion Cu2+ trong dung d ch thành Cu bám trên b m t lá Cu:
Cu2+ + 2e  Cu
 Trong c u mu i, các cation NH 4 (ho c K+) di chuy n sang c c đ ng dung d ch CuSO4, các anion NO3
di chuy n sang c c đ ng dung d ch ZnSO4 làm cân b ng đi n tích, nên các dung d ch luôn trung hoà đi n.
m ch ngoài (dây d n), dòng electron đi t c c k m sang c c đ ng, ngh a là, theo quy
c c a đi n
h c, dòng đi n đi t c c đ ng sang c c k m. Vì th , đi n c c k m đ c g i là anot. Tên g i này b t
ngu n t ti ng Hi L p (anosdos) có ngh a là n i dòng đi n đi vào. Còn theo c ch trên, anot là n i
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 1 -


Khóa h c Hoá h c – L p 12 –Th y Ph m Ng c S n

Dãy đi n hoá c a Ệim ệo i

x y ra s oxi hoá. i n c c đ ng g i là catot. V b n ch t đi n hoá h c thì catot là n i x y ra s kh
ion Cu2+.
Trong pin đi n hoá, anot là c c âm, còn catot là c c d ng.
 Các ph n ng oxi hoá và kh x y ra trên b m t các đi n c c c a pin đi n hoá nói trên có th đ c
vi t t ng h p l i b ng ph ng trình ion rút g n :
Zn + Cu2+  Cu + Zn2+
Nh v y, trong pin đi n hoá Zn - Cu đã x y ra ph n ng oxi hoá - kh : Cu2+ (ch t oxi hoá m nh h n)
đã oxi hoá Zn (ch t kh m nh h n) thành Zn 2+ (ch t oxi hoá y u h n) và Cu (ch t kh y u h n) và
n ng l ng hoá h c c a ph n ng oxi hoá - kh đã chuy n hoá thành đi n n ng .
3. Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá
Kim lo i có tính kh càng m nh càng hoà tan nhi u vào dung d ch, s lectron trên b m t đi n c c
càng nhi u, th c a anot càng âm h n, ngh a là giá tr c a th đi n c c đ c quy t đ nh b i b n ch t
c a c p oxi hoá- kh tham gia vào ph n ng trên b m t đi n c c.
Su t đi n đ ng chu n (E opin ) b ng hi u gi a th đi n c c c a đi n c c chu n d ng (E ocatot) v i th
đi n c c c a đi n c c chu n âm (E oanot): Eopin = Eocatot - Eoanot



O

Ví d : Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Zn  Cu :
E opin  E o

Cu 2  / Cu

 Eo

Zn 2  / Zn

III. DẩY I N HịA C A KIM LO I
Là dãy các c p oxi hóa kh đ c x p theo chi u t ng giá tr c a th đi n c c tiêu chu n.
K

Na 

Mg2 

Al3

Zn 2 

Fe2 

Ni 2 

Sn 2 

Pb2 

Mg
Al
Zn
Fe
Ni
Sn
Pb
2,37 1,66 0,76 0, 44 0,25 0,14 0,13

K

Na
2,92 2,71

V. Ý NGH A C A DẩY TH
1. So sánh tính oxi hoá - kh

Cu2 

Ag 

Au3
H2
Ag
Cu
Au
0,00 0,34 0,80 1,50

I N C C CHU N C A KIM LO I

c, th đi n c c chu n c a kim lo i Eo

Trong dung môi n

2H 

Mn / M

Mn+ càng m nh và tính kh c a kim lo i M càng y u. Ng

càng l n thì tính oxi hoá c a cation

c l i, Eo

Mn / M

càng nh thì tính oxi hoá

c a cation Mn+ càng y u và tính kh c a kim lo i M càng m nh.
2. Xác đ nh chi u c a ph n ng oxi hoá - kh
a) Kim lo i c a c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n nh h n kh đ c cation kim lo i c a
c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n l n h n ra kh i dung d ch mu i (nói cách khác, cation kim
lo i trong c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n l n h n có th oxi hoá đ c kim lo i trong c p có
th đi n c c chu n nh h n).
N u th

Eo

M

n

/M

 Eo m 
R

Mn+

Rn+

M

R

/R

thì chi u ph n ng oxi hoá - kh x y ra theo quy t c  (anpha) :

Thí d , E o Cu2  / Cu = +0,34 V và E o Ag  / Ag = +0,80 V, ta có :
Cu2+

Ag+

Cu

Ag

Ph n ng oxi hóa – kh x y ra theo chi u cation Ag + oxi hoá Cu thành cation Cu2+ và cation
Ag+ b kh thành Ag :
Cu + 2Ag+  Cu2+ + 2Ag
b) Kim lo i trong c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n âm kh đ c ion hiđro c a dung d ch
axit (nói cách khác, cation H+ trong c p H+/H2 có th oxi hoá đ c kim lo i trong c p oxi hoá - kh có
th đi n c c chu n âm).
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 2 -

Khóa h c Hoá h c – L p 12 –Th y Ph m Ng c S n

Dãy đi n hoá c a Ệim ệo i

Thí d , E o Mg2  / Mg = 2,37 V và E o 2H  / H = +0,00 V, ta có :
2
Mg2+

2H+

Mg

H2

Ph n ng oxi hóa – kh x y ra theo chi u cation H+ trong dung d ch axit oxi hoá Mg thành
cation Mg2+ và cation H+ b kh thành H2 :
Mg + 2H+  Mg2+ + H2
3. Xác đ nh su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá
Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá ( Eopin ) b ng th đi n c c chu n c a c c d
đi n c c chu n c a c c âm.
Su t đi n đ ng c a pin đi n hoá luôn là s d
Thí d :

ng tr đi th

ng.
฀



Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Zn  Cu :
E opin  E o

Cu 2  / Cu

 Eo

Zn 2  / Zn

= 0,34V - (-0,76V)
= 1,10V
฀



Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Zn  Pb :
Eopin  Eo

Pb 2  / Pb

 Eo

Zn 2  / Zn

= -0,13V - (-0,76V)
= 0,63V
4. Xác đ nh th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh
Ta có th xác đ nh đ c th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh khi bi t su t đi n đ ng chu n

c a pin đi n hoá ( Eopin ) và th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh còn l i.
Thí d :
Hãy xác đ nh th
Eopin (Ni -Cu)  0,60V và Eo

đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh

Ni2+/Ni (Eo

Ni2  / Ni

). Bi t

= +0,34V.

Cu2  / Cu
Eopin = E o Cu2  / Cu  E o Ni2  / Ni
Eo 2 
= E o Cu2  / Cu  Eop®h
Ni / Ni

= +0,34V  0,60V =  0,26V
BÀI T P:
1. Trong pin đi n hoá, s oxi hoá
A. ch x y ra c c âm
B. ch x y ra c c d ng
C. x y ra c c âm và c c d ng
D. không x y ra c c âm và c c d ng
2. C p ch t nào sau đây x y ra ph n ng trong pin đi n hoá Zn -Cu ?
A. Zn2+ + Cu2+

B. Zn2+ + Cu
C. Cu2+ + Zn
D. Cu + Zn
3. Cho các kim lo i: Na, Mg, Al, Cu, Ag. Hãy vi t các c p oxi hoá - kh t o b i các kim lo i đó và s p
x p chúng theo th t gi m d n tính oxi hóa.
4. Có nh ng pin đi n hoá đ c c u t o b i các c p oxi hoá - kh sau :
a) Pb2+/Pb và Fe2+/Fe
b) Ag+/Ag và Fe2+/Fe
c) Ag+/Ag và Pb2+/Pb
Hãy cho bi t :
- D u và tên c a các đi n c c trong m i pin đi n hoá.
- Nh ng ph n ng x y ra các đi n c c và ph n ng oxi hoá - kh trong m i pin đi n hoá.
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Khóa h c Hoá h c – L p 12 –Th y Ph m Ng c S n

Dãy đi n hoá c a Ệim ệo i

5. Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Sn - Ag là
A. 0,66V
B. 0,79V
C. 0,94V
D. 1,09V

6. Hãy cho bi t chi u c a ph n ng hoá h c x y ra gi a các c p oxi hoá - kh : Ag+/Ag ; Al3+/Al và
2H+/H2. Gi i thích và vi t ph ng trình hoá h c.
7. Bi t ph n ng oxi hoá - kh x y ra trong m t pin đi n hoá là :
Fe + Ni2+  Fe2+ + Ni
a) Hãy xác đ nh các đi n c c âm và d ng c a pin đi n hoá.
b) Vi t ph ng trình c a ph n ng oxi hoá và ph n ng kh x y ra trên m i đi n c c.
c) Tính su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá.
8. Tính th đi n c c chu n EO c a nh ng c p oxi hoá - kh sau :
a) Eo 3
b)

Cr / Cr
,
Eo 2
Mn /Mn

Bi t:  Su t đi n đ ng chu n c a các pin đi n hóa :

O



Cr  Ni là


O



Cd

/ Cd

+0,51 V và Cd  Mn là +0,79 V
 Th đi n c c chu n Eo 2
= 0,40 V và Eo 2 
Ni

/ Ni

= 0,23 V

Giáo viên: Ph m Ng c S n
Ngu n:

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

Hocmai.vn

- Trang | 4 -