ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA,PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ (HÓA PHÂN TÍCH SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

ĐẠI CƯƠNG VỀ
PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH ĐIỆN HĨAPP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ


ĐẠI CƯƠNG
HÓA-

CHƯƠNG
VỀ PP PHÂN TÍCH
10

PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ
10.1
10.2
10.3
10.4

Một số khái niệm
Các thuyết của quá trình điện hóa
Phân loại các PPPT điện hóa
Phương pháp chuẩn độ điện thế

ĐIỆ


ĐẠI CƯƠNG
HÓA-

CHƯƠNG
VỀ PP PHÂN TÍCH

10

PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ

10.1 MỘT SỐ KHÁI
NIỆM
–
–
–
–

Cơ sở chung
Điện cực
Phản ứng điện hóa
Thế cân bằng điện cực

ĐIỆ


CƠ SỞ CHUNG

Quy luật, hiện tượng liên quan PƯ ĐH
xảy ra trên ranh giới tiếp xúc
giữa các cực và DD phân tích
CƠ SỞ
CHUNG
Tính chất điện hóa của DD tạo nê
CỦA
môi trường giữa các cực
ĐIỆN

HÓA
HỌC

Ứng dụng của các quá trình điện ho


ĐIỆN CỰC

Hệ nối tiếp nhau của các phase
dẫn điện, tướng đầu tiên và tươ
ĐỊNH
cuối cùng là kim loại, các tướn
NGHĨA
kia là DD chất điện ly


ĐIỆN CỰC

- M nhúng vào DD muối Mn+: M M

-M trơ (Pt,Au) nhúng vào dd đôi o
Điện cực
hóa khử : Pt Ox, Kh

kim loại
-M được phủ lớp muối khó tan MA
PHÂN
muối MA tiếp xúc dd chứa anion
LOẠI
VD: Ag, AgCl ↓ Cl –

ĐIỆN
Cuối
cực điện cực là một lớp mà
CỰC Điện
màng
VD điện cực màng thủy tinh
Bản, dây Pt phủ 1 lớp muội Pt t
Điện
cực
xúc
đồng thời với khí và dd chư
khí
của khí, VD điện cực hidro:Pt,H2 H+


PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA

Là phản ứng trao đổi e- giữa dây dẫn ki
loại M với các cấu tử trong DD. Các ược chuyển từ ion hay phân tử của chấ
khử đến M và từ M tới các ion hay phâ
tử của chất oxy hóa gián tiếp hoặc trực

ĐỊNH
Gián tiếp: M đóng vai trò trung gian (kho
NGHĨA
bị oxy hóa):
Ox +

n e - (M:Pt,Au) Kh

Trực tiếp: kim loại M bị oxy hóa:
M – n e - M n+
Ox + n e Kh
(Xem tương đương M + Ox
n+

M


PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA

ĐẶC
ĐIỂM

Tham
số

Phản
ứng HH

PƯĐH

Năng
lượng

Nhiệt
năng

Điện
năng

Tốc độ
Nhanh
Chậm (vì
phản
(phản
phản ứng
ứng
ứng xảy chỉ xảy
ra tại
ra tại bề
mọi vị trí mặt điện
trong DD )
cực)


PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA
M

Ox / Kh

CÁC
GIAI
ĐOẠN
Cấu
tử từ trong lòng DD đến bề mặt đ
CỦA
cực
(Vđc )
PHẢN

QT phóng điện (phản ứng điện cực ): q
ỨNG
trình trao đổi electron xảy ra giữa điện c
ĐIỆN
và cấu tử (VPđ )
HÓA

QT hình thành và thoát sản phẩm kho
bề mặt điện cực


PHẢN ỨNG ĐIỆN
HÓA

-Bản chất, nồng độ, dạng ch
khảo sát
CÁCẢnh hưởng
của
- Bản chất, nồng độ cấu tử
YẾU
đối lưu do nhiệt độ
dịch
TỐ dung-Sự
- Sự điện di do điện trường
ẢNH
HƯỞNG
-Bản chất
Ảnh hưởng
ĐẾN
--Hình dạng (phẳng, lưới…)

của
PHẢN
điện-Điều
cực kiện làm việc (hiệu th
ỨNG
mật độ dòng …)
ĐIỆNẢnh hưởng
HÓA
của
-Rắn: thuận lợi nhất
sản phẩm
tạo thành -Khí: khó khăn nhất


THẾ CÂN BẰNG ĐIỆN
CỰC

- Nhúng điện cực M (trơ) vào
dd chứa đôi Ox/Kh
- Giả sử [Ox]0 >> [Kh]0

GIÁ
TRỊ
THẾ
CÂN
BẰNG
ĐIỆN
CỰC

- Vận tốc (Ox + ne- → Kh )>>

vận tốc (Kh –ne- → Ox ). Theo
thời gian: [Ox] giảm dần,
[Kh] tăng dần
- Thời điểm vận tốc oxy
hóa = vận tốc khử, [Ox],
[Kh]M không đổi, M có giá
trị thế gọi là0 thế
0,059 cân
[Ox]
E

E

lg
CBDC
ox / kh
bằng điện
cực:
n
[ Kh]
Ox / Kh


THẾ CÂN BẰNG ĐIỆN
CỰC
ECBDC EM0 n / M 

0,059
lg[ M n  ]
n

Không thể đo được giá trị tuyệt đối c
GIÁ
TCBĐC mà chỉ có thể đo được hiệu the
TRỊ
cân bằng giữa hai cực: chọn một cực l
THẾ
CÂN
cực chuẩn (VD cực hydro tiêu chuẩn đươ
BẰNG
quy ước thế cân bằng cực đó = 0) :
ĐIỆN
Pt H2 = 1atm H+ (a = 1)
CỰC

Giá trị TCBĐC của 1 cực phụ thuộc vào b
chất của kim loại dùng làm cực và nồn
các chất tham gia vào CB xảy ra trên cự


ĐẠI CƯƠNG
HÓA-

CHƯƠNG
VỀ PP PHÂN TÍCH
10

PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ

10.2 CÁC THUYẾT ĐIỆN

HÓA
– Lý thuyết điện phân đơn
giản
– Lý thuyết điện phân sử
dụng đường dòng thế
– Lý thuyết điện phân có
xét vận tốc di chuyển

ĐIỆ


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN

Vdc của các ion, phân tử trong
vô cùng lớn (nhờ khuấy trộn
Vpđ trên bề mặt điện cực cũng v
cùng lớn

GIẢ
THIẾT

PƯĐH tương đương với PƯHH
nhanh (xét QT điện hóa dựa va
TCBĐC hoặc E0)


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN
ECBDC

Pt

THẾ
CÂN
BẰNG
ĐIỆN
CỰC

Ox / Kh

ECBDC E

0
ox / kh

0,059 [Ox]

lg
n
[ Kh]

p đặt một thế ngoài E’ vào M và một
đang cân bằng thì cân bằng sẽ bị phá h


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN
E‘ > ECBDC
E‘
Pt

Pt

THẾ
CÂN
Kh – ne - → Ox
BẰNG
ĐIỆN
E‘ > E
: electron chuyển từ dạng khử
CỰC CBDC
đến M (Kh – ne - →Ox), làm cho [Kh]
giảm xuống, [Ox] tăng lên cho đến kh
đạt được ECB(mới) = E‘

Điện cực xảy ra QT oxy hóa gọi là an


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN
E‘ < ECBDC
E‘
Pt

Pt

THẾ
CÂN
Ox + ne - → Kh
BẰNG

ĐIỆN
E‘ > E
: electron chuyển từ dạng khử
CỰC CBDC
đến M (Ox + ne - →Kh), làm cho [Kh]
tăng lên, [Ox] giảm xuống cho đến kh
đạt được ECB(mới) = E‘

Điện cực xảy ra QT khử gọi là catho


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN

Ngược lại, nồng độ của các cấu tử tro
DD thay đổi sẽ làm cho TCBĐC thay đổi
nên theo dõi sự biến thiên của TCBĐC
sẽ
biết được sự thay đổi nồng độ của
THẾ
cấu
tử trong DD
CÂN
BẰNG
ĐIỆN
Trong
CỰC thực tế, chỉ có thể xác định đươ
hiệu điện thế ΔE giữa điện cực khảo s
và một điện cực chuẩn (so sánh) là đi
cực có Ech =const

LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN
ĐƠN GIẢN
M
1

Ox1
/Kh1

+ -

M2

Thế cân bằng điện cự
Ecb1 E10 

Taïi M2:

Ecb 2 E20 

Ox2/Kh
2

0,059 [Ox1 ]
lg
n1
[ Kh1 ]

Taïi M1:

0,059 [Ox2 ]
lg
n2
[ Kh2 ]

QUÁ
Nối
hai điện cực với nguồn điện bên n
TRÌNH
M
1 là anode: áp đặt vào M1 thế EA >Ecb1
ĐIỆN
M
PHÂN
2 là cathode: áp đặt vào M 2 thế ECaĐể thực hiện quá trình điện phân
EA > Ecb1 và ECa < Ecb2
hay ΔΕ = EA – ECa > Ecb1


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN

Thứ tự ưu tiên phóng điện được xem x
dựa vào TCBĐC (HOẶC E0):

Trong
DỰ các chất có khả năng bị oxy hóa
chất

nào có TCBĐC nhỏ nhất sẽ bị oxy
ĐOÁN
trước
QUÁ ở anode
TRÌNHcác chất có khả năng bị khử, ch
Trong
ĐIỆN
nào
có TCBĐC lớn nhất sẽ bị khử trướ
HÓA
cathode
ECB1 ECB2 ECB3 ECB4
E
ƯU TIÊN OXY HÓA
GIẢM


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN

1. Dự đoán ưu tiên của QT phóng điện
vào
HẠNTCBĐC trong 1 số trường hợp không
chính
CHẾ xác do quá trình phóng điện có th
bị
chậm. Sự chậm trễ này rất khác nh
CỦA
đối
LÝvới các cấu tử khác nhau trên cù

1 điện cực hoặc ở các điện cực khác n
THUYẾT
ĐIỆN
Ví dụ: E0 ( S2O82- / 2SO42- ) = 2,00 V
PHÂN
3+
2+
E
(
Fe
/
Fe
) = 0,77 V
0
ĐƠN
2Lý
thuyết:
P/ứ
khử
S
O
xảy ra trươ
2 8
GIẢN
Thực tế: P/ứ khử S2O82- xảy ra sau p/ư
khử của Fe3+ trên rất nhiều điện cự


LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN
GIẢN

2.HẠN
Sự điện phân DD làm phát sinh 1 dòn
điện
CHẾcó cường độ xác định do sự di chu
của
các ion dưới tác dụng của điện trư
CỦA
LÝ
THUYẾT
ĐIỆN
PHÂN
ĐƠN
Lý
thuyết điện phân đơn giản không he
GIẢN
đề
cập đến dòng điện sinh ra này cũn
các yếu tố ảnh hưởng lên độ lớn củ


LT ĐIỆN PHÂN ĐƯỜNG
DÒNG THẾ

Vdc của các ion, phân tử trong
vô cùng lớn (nhờ khuấy trộn
Vpđ trên bề mặt điện cực có g
hạn
GIẢ
THIẾT

PƯĐH KHÔNG tương đương với
PƯHH nhanh (KHÔNG THỂ xét
QT điện hóa dựa vào TCBĐC/E


LT ĐIỆN PHÂN ĐƯỜNG
DÒNG THẾ

Kết quả của QT phóng điện làm xuất hi
trong DD một dòng điện I tỷ lệ với số e
chuyển từ chất khử đến điện cực hay tư
cực đến chất oxy hóa trên 1 đơn vị thời g
ĐƯỜNG
DÒNG Đường I = f(E): đường dòng thế
THẾ
QT điện phân nào cũng phải sử dụng
hai điện cực và chỉ có một dòng điện
qua hai điện cực. Để thực hiện quá trìn
điện phân với I mong muốn, phải áp
hiệu điện thế ΔE thích hợp giữa hai cực


LT ĐIỆN PHÂN ĐƯỜNG
DÒNG THẾ

DD chỉ chứa 1chất oxy hóa /chất khư
Kh

Ox

E2
Ecb

Kh
Ox
E
E
ĐƯỜNG
E
DÒNG
Cấu tử khử sẽ
Cấu
bịtử oxy hóa sẽ b
THẾ
oxy hóa khi E>Ecb
khử khi Eđáng kể
đáng kể
cb

1

Thế áp đặt E1, E2 để phản ứng oxy hóa
hay khử xảy ra với tốc độ quan sát đư
thế phân hủy