Bài giảng Hoá đại cương: Chương 6 cung cấp cho người học những kiến thức như: Phản ứng oxi hóa – khử; Nguyên tố gavalnic và điện cực; Sự điện phân. Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC NỘI DUNG Phản ứng oxi hóa – khử Nguyên tố gavalnic điện cực Sự điện phân TÀI LIỆU [1] – Chương 16: trang 456 – 492 [2] – Chapter 19: page 636 – 679 Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC Phản ứng oxi hóa khử 1.1 Khái niệm Là phản ứng có thay đổi số oxi hóa nguyên tố (có trao đổi e) Phản ứng oxi – khử gồm trình: Chất khử - e- Chất oxh QT OXH Chất oxh + e- Chất khử QT Khử Chất khử + Chất oxh Chất oxh + Chất khử Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC Ví dụ: Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu Zn0 – 2e Zn2+ : Quá trình oxh Cu2+ + 2e Cu0 : Quá trình khử Trong đó: Zn Cu – dạng khử; Zn2+ Cu2+ – dạng oxi hóa Phương trình ion: Zn0 + Cu2+ Zn2+ + Cu0 ⇒ Phản ứng oxi hóa khử tạo thành từ cặp oxi hóa – khử: Zn2+/Zn Cu2+/Cu Mỗi cặp oxi hóa – khử điện cực đặc trưng Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 1.2 Cân phản ứng oxi hóa khử a Phản ứng khơng có mơi trường tham gia 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu b Phản ứng có mơi trường tham gia 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O KClO3 + 2CrCl3 + 10KOH 7KCl + 2K2CrO4 + 5H2O 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Bài tập Cho phản ứng oxh – khử sau, viết trình oxh khử xảy phản ứng Cho biết cặp oxh/khử tương ứng phản ứng cân pư Al + CuSO4 Cu + Al2(SO4)3 KMnO4 + KNO2 + H2SO4 MnSO4 + KNO3 + H2O HNO2 + Br2 + H2O HNO3 + HBr FeCl3 + KI FeCl2 + I2 + KCl Mn + Cl2 + 2NaOH Mn(OH)2 + 2NaCl Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC 1.3 Phản ứng oxi hóa khử dòng điện a Phản ứng oxh – khử xảy dung dịch Zn + Cu2+ Cu + Zn2+ H o 298 51,82 Kcal / mol Hóa nhiệt (e trao đổi trực tiếp) Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC b Khơng cho chất oxh khử tiếp xúc trực tiếp Zn + Cu2+ Cu + Zn2+ Hóa điện Zn – 2e Zn2+ Chương Cu2+ + 2e Cu nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Nguyên tố galvanic (pin Volta) điện cực 2.1 Cấu tạo hoạt động nguyên tố galvanic • Cấu tạo nguyên tố galvanic gồm hai điện cực nối với sợi dây dẫn kim loại (mạch ngoài) cầu muối kết nối hai điện cực với (mạch trong) • Điện cực đơn giản gồm kim loại nhúng vào dung dịch chất điện ly • Cầu muối phận chứa dung dịch chất điện ly Chất điện ly thường sử dụng dung dịch KCl; KNO3; NH4Cl NH4NO3 Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Hoạt động: ⇒ Có thể tạo pin điện hóa từ phản ứng oxh - khử Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Ký hiệu pin điện hóa: (-) Điện cực kim loại điện cực trơ Dung dịch ion kim loại cặp oxh khử Dung dịch ion kim loại cặp oxh khử Điện cực kim loại điện cực trơ (+) Trong đó: Anot (-): điện cực xảy q trình oxi hóa Catot (+): điện cực xảy trình khử ǀ: bề mặt phân chia pha ||: ranh giới bán pin, thường cầu muối Khi tích hợp nồng độ, áp suất hay hoạt độ biểu diễn ngoặc đơn Chương nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC Tính tốn điện phân Faraday (96485 C) điện tích mol e mol e = 96485 C Trong thí nghiệm điện phân, khơng thể đo trực tiếp điện tích, đo dịng điện, dịng điện (ampe) điện tích (culong) đơn vị thời gian (giây) A = 1C/1s hay C = A 1s dòng điện (A) thời gian (s) Số mol electron = 96845 (C) Chương nvhoa102@gmail.com 34 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC Dịng điện (A) Thời gian (s) Điện tích (C) Số mol e Ví dụ: điện phân dung dịch CuSO4 điện cực trơ Tính điện tích cường độ dịng cần thiết để thu 404 mg Cu catot thời gian Số mol chất bị oxh bị khử Lượng (g L) chất bị oxh khử Chương nvhoa102@gmail.com 35 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Một số ứng dụng trình điện hóa 4.1 Nguồn điện hóa học • Pin Leclanché khơ Chương nvhoa102@gmail.com 36 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Pin kiềm khô Chương nvhoa102@gmail.com 37 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Pin thủy ngân bạc (pin nút) Chương nvhoa102@gmail.com 38 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Pin liti – ion Chương nvhoa102@gmail.com 39 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Pin nhiên liệu Chương nvhoa102@gmail.com 40 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Ăcquy chì – axit Chương nvhoa102@gmail.com 41 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 4.2 Ăn mòn kim loại biện pháp bảo vệ kim loại Chương nvhoa102@gmail.com 42 Steel ship Chương nvhoa102@gmail.com 43 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 4.3 Các trình điện phân cơng nghiệp • Sản xuất natri Chương nvhoa102@gmail.com 44 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Sản xuất xút - clo Chương nvhoa102@gmail.com 45 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Chương nvhoa102@gmail.com 46 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Tinh chế đồng Chương nvhoa102@gmail.com 47 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Sản xuất nhơm Chương nvhoa102@gmail.com 48 ... o2H+/H2 - oZn2+/Zn 0, 76 = Chương - oZn2+/Zn ⇒ oZn2+/Zn = - 0, 76 V nvhoa102@gmail.com 17 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Data from CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th edition, 20 16 (page 5-7 8 ... nvhoa102@gmail.com 45 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Chương nvhoa102@gmail.com 46 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Tinh chế đồng Chương nvhoa102@gmail.com 47 CHƯƠNG 6: ĐIỆN HĨA HỌC • Sản xuất nhơm Chương nvhoa102@gmail.com... [NO3 ]- thành NO bao nhiêu? Giản đồ brom pH 14 cho thấy giá trị điện cực tiêu chuẩn (o) sau đây: [BrO3 ]- → Br- , o = +0 ,61 V [BrO ]- → Br- , o = +0, 76 V Giá trị o trình khử [BrO3 ]- thành [BrO]-