Tài liệu CHƯƠNG 11 KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐIỆN HOÁ docx

GV: Trần T Phương Thảo BM
Hóa Lý (ĐHBK)
1
KHÁI QUÁT
VỀ PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH
ĐIỆN HOÁ
CHƯƠNG 11
2
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
NỘI DUNG CHÍNH
(2LT)
I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM
II. CÁC THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH
ĐIỆN HOÁ
III. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG
PHÁP PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA
3
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
MỘT SỐ KHÁI NIỆM
1. Cơ sở củaPP điệnhoá
2. Điệncực
3. Phản ứng điệnhoá
4. Thế cân bằng điệncực
5. Nguyên tốđiệnhóa
6. Sựđiệnphân
4
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)


Dựa trên các quy luật, hiệntượng có liên
quan phản ứng điện hóa xảyratrênranh
giớitiếp xúc giữacáccực, dung dịch phân
tích.

Dựavàotínhchất điện hóa của dung dịch
tạo nên môi trường giữacá
ccực.
→ dựatrênứng dụng của các quá trình điện
hóa, nói chung là điện hóa học.
1. Cơ sở củaPP điện hoá
5
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Là hệ tiếpnốigiữacáctướng (pha)
dẫn điện.

Tướng đầu tiên, cuối cùng là kim loại,
các tướng còn lại là dung dịch điệnly
(dd điệnly→ dd có các ion).
2. Điệncực
6
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Ký hiệu:

Đơngiản:


Phứctạp: như cựckhí, gồmbảnPt phủ
muộiPt (để dễ hấpphụ khí trên bề mặt
kim loại) tiếpxúcđồng thờivới khí, dung
dịch ion củakhí.
Ví dụ: điệncựchydro
2. Điệncực
7
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Phứctạphơn: gồmM phủ mộtlớpmuối
khó tan MA↓ tiếp xúc dung dịch chứaA
n-
.
Ví dụ: cực AgCl.
cực calomel:
2. Điệncực
8
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Xét phản ứng oxy hóa khử:
Ox + ne- ↔ Kh

Điệntử trao đổigiữacáccấutử trong
dung dịch đồng thể hoặchệ dị thể

Đây là phản ứng hóa học

Năng lượng chuyển thành nhiệtnăng
3. Phản ứng điện hoá

9
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Oxidation-Reduction Reactions
10
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Xét hệ (Ox + ne- ↔ Kh) có nhúng thanh
kim loạiM:

M: vậtdẫnloại1.

Cấutử trong dd: vậtdẫnloại2.
→ sẽ xảyraphản ứng điệnhóa
3. Phản ứng điện hoá
11
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Gián tiếp: kim loạichỉđóng vai trò trung
gian trong quá trình cho nhận electron
(kim loại không bị oxy hóa).

Trựctiếp: kim loạiM bị oxy hóa.
3. Phản ứng điện hoá
12
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Tóm lại, pứđiệnhóa:


Thuộcloại phản ứng oxy hóa khử:
trao đổielectron giữa dây kim loạiM
nhúng vào dd vớicáccấutử trong
dung dịch.

Có năng lượng chuyển thành điện
năng.

M: điệncực.
3. Phản ứng điện hoá
13
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Quá trình di chuyển: cấutử chuyểntừ
trong lòng dung dịch lên bề mặt điệncực
(v
dc
).

Quá trình phóng điện: phản ứng điện
cực, quá trình trao đổi electron giữa
điện
cự
cvàcấutử v
pđ
.

Quá trình hình thành sảnphẩm, thoát sản
phẩmrakhỏibề mặt điệncực.

→ Động học quá trình điệnhóaphụ
thuộctấtcả các vậntốctrên.
Các giai đoạncủapứđiệnhóa
14
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Phản ứng điệnhóaxảy ra nhanh,
chậm, dễ hay khó phụ thuộc vào:

dung dịch khảo sát (Ox, Kh…)

điệncực

sảnphẩmtạo thành.
Các yếutốảnh hưởng đếnmột
phản ứng điệnhóa
15
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Bảnchất, nồng độ, dạng chấtkhảosát(tự
do hay phức).

Bảnchất, nồng độ củacấutử khác cùng
tồntại(khả năng điệnly, hoạt động bề
mặt).

Hiệntượng đốilưu trong dung dịch phụ
thuộcnhiệt độ.


Hiệntượng điệndiphụ thuộc điệntrường.

Hiệntượng khuếch tán do sự phân cực
nồng độ.
Ảnh hưởng củaDD khảo sát
16
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Bảnchất kim loạilàmđiệncực(Pt,
Au, Ag, Cu, C)

Hình dạng (phẳng hoặclưới, thanh).

Điềukiệnlàmviệc(hiệu điệnthế, mật
độ dòng, …).
Ảnh hưởng của điệncực
17
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)

Bảnchấtsảnphẩm.

Dạng sảnphẩm(rắn, lỏng, khí).

Mức độ tạo thành sảnphẩmtừ dễ
đếnkhó:
Ảnh hưởng củasảnphẩm
18
GV: Trần T Phương Thảo

BM Hóa Lý (ĐHBK)
4. Thế cân bằng điệncực

Xuấthiệntrênranh giớitiếpxúcgiữa
điệncực kim loại và dung dịch điện
ly.

Thế CB điệncực được tính theo PT
Nernst:
19
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Giá trị thế cân bằng E
CB
của1 điện
cựcphụ thuộc:

Bảnchất kim loạilàmđiệncực:
E
0
(Ox/Kh); n.

Nồng độ các chấtthamgiacânbằng
điệncực (dung dịch điện ly: [Ox],
[Kh],…..).
4. Thế cân bằng điệncực
20
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Nguyên nhân xuấthiệnE

CB
:

Sự xuấthiện lớp điện tích kép trên
ranh giớibề mặtKL –DD, đóng vai
trò như mộttụđiện.

Mộtbảnlàbề mặt kim loại tích
điện.

Bản kia là dung dịch tiếp xúc tích
điệntráidấu.
4. Thế cân bằng điệncực
21
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Ở nhiệt độ xác định:

Hóa thế của cation trên kim loạicó
giá trị xác định (µ
k
+
).

Hóa thế của ion trong DD phụ thuộc
nồng độ (µ
dd
+
).
Hình thành lớp điệntíchkép

22
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Nếuµ
k
+
> µ
dd
+
:

Ion tách khỏibề mặtKL, đi vào DD,
để lại các e- trên bề mặtKL.

Điệncực tích điện âm, hút ion
dương từ DD.

Khi CB, hình thành lớp điệntích
kép
Hình thành lớp điệntíchkép
23
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Hình thành lớp điệntíchkép
-
-
-
-
-
-

+
+
+
+
+
+
M
M
n+
µ
k
+
> µ
dd
+
24
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Ví dụ: Xét Zn | ZnCl
2
||
→ Bề mặt Zn tích điệnâmdo:

Tốc độ quá trình Zn = Zn
2+
+ 2e- >
tố
c độ quá trình Zn
2+
→ mạng tinh thể

của Zn kim loại.

Khi đạtcânbằng (tốc độ 2 quá trình
bằng nhau) → lớp điện tích kép →
hình thành thế cân bằng điệncực.
Hình thành lớp điệntíchkép
25
GV: Trần T Phương Thảo
BM Hóa Lý (ĐHBK)
Nếuµ
k
+
< µ
dd
+
:

Nồng độ cation trong DD đủ lớn.

Quá trình kếttủa ion từ DD lên bề
mặtKL chiếm ưuthế.

Điệncựctíchđiệndương, hút ion
âm từ DD.

Khi CB, hình thành lớp điệntích
kép
Hình thành lớp điệntíchkép