Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 4 - Điện hóa trình bày các nội dung kiến thức về: Nguyên tắc hoạt động của pin điện; Thế điện cực; Các loại điện cực; Công thức Nernst; Chiều phản ứng oxi hóa khử;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây.
lOMoARcPSD|16991370 CHƯƠNG 4: ĐIỆN HÓA I.Nguyên tắc hoạt động pin điện 1.Cấu tạo pin Zn ZnSO4 - (1) Bóng đèn + (2) Cu CuSO4 - Cốc 1: Zn - 2e → Zn2+ - Cốc 2: Cu2+ + 2e → Cu Pu pin: Cầu muối KCl Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+ -2e Nhường e gián tiếp qua dây dẫn Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) 56 lOMoARcPSD|16991370 *Quy ước pin: - Cực (+): phải - Cực (-): trái - Giữa điện cực: - Giữa pha rắn pha lỏng: ( )Zn | Zn || Cu | Cu( ) 2 2 2.Suất điện động pin (Epin) E pin ( ) ( ) Thế điện cực (+) Thế điện cực (-) 57 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 II.Thế điện cực loại điện cực 1.Thế điện cực Nhúng kim loại M vào dung dịch chứa ion Mn+ M xH O M M xH O ne n + + + + - + + + + Mn+ - Thế điện cực:”là hiệu điện xuất kim loại dung dịch ” - Kí hiệu: (V) 58 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 2.Các loại điện cực *Quy ước: - Điện cực chuẩn( o ): Là điện cực có C=1M, P=1at; T=298K - Phản ứng điện cực: oxh ne kh oxh kh a.Điện cực kim loại “Gồm kim loại M nhúng dung dịch chứa ion Mn+” Cu VD: Nhúng Cu dung dịch Cu2+ - Phản ứng điện cực: Cu2 2+ Cu + 2e → Cu Cu 1M Điện cực chuẩn Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) CuSO4 59 lOMoARcPSD|16991370 b.Điện cực oxi hóa khử Gồm Pt nhúng dung dịch chứa cặp OXH/kh VD: Nhúng Pt dung dịch Fe3+ Fe2+ - Phản ứng điện cực: Fe3 3+ 2+ Fe + 1e → Fe Fe2 c.Điện cực hidro chuẩn Pt Fe2+; Fe3+ Gồm Pt(H2) nhúng dung dịch chứa H+=1M 60 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 Pt Phản ứng điện cực: H2 (p=1at) o 2H+ + 2e → H2 H o * Quy ước: H H2 H+=1M 0,00(V) 0,34V H2 VD: Tính C u C u ? Pt H2 (p=1at) H+=1M Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) Cu 61 CuSO4 lOMoARcPSD|16991370 E pin ( ) ( ) o Cu H H2 0, 34(V ) o Cu Cu 0,34(V) o Cu Ox/kh Al3+/Al Zn2+/Zn Fe2+/Fe Pb2+/Pb 2H+/H2 Cu2+/Cu Ag+/Ag O (V) - 1,67 - 0,76 - 0,13 0,34 - 0,44 0,00 0,79 62 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 III.Công thức Nernst (Nec) 1.Mối liên hệ suất điện động ∆G ( )A | A n || B n | B( ) (-) A - ne → An+ (+) Bn+ + ne → B A + Bn+ → B + An+ -ne nguyên tử A nhường n electron A’ =n.q.Epin mol nguyên tử A nhường n.NA electron A’ =NA.n.q.Epin = 6,02.1023.1,6.10-19.n.Epin Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) 63 lOMoARcPSD|16991370 Mà: A’= - ΔG ΔG= - n.Epin.F 2.Công thức Néc aOx ne Xét trình khử: b Kh oxh kh Theo phương trình đẳng nhiệt VanHop : G G RT.ln K o n.F. ox ox ox kh kh kh n.F. oox oox oox kh kh kh C bkh R T.ln a C Ox RT C bk h ln a n F C Ox 8.314.298 C aOx ln b n.96500 C Kh Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) 64 lOMoARcPSD|16991370 ox ox kh kh *Tổng quát: oox oox kh kh C aox lg b 8.314.298 C kh n.96500 lg e 0, 059 C aox lg b n C kh aOx qH + ne Công thức Néc: ox ox o kh kh Công thức Néc b Kh 0, 059 lg n C aox C qH C bkh 65 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 IV.Chiều phản ứng OXH khử yếu tố ảnh hưởng 1.Chiều phản ứng OXH khử VD: Viết phương trình phản ứng tạo cặp OXH khử Biết: , ( V ); o o Cu2 F e3 Cu 0, 77 (V ) Fe2 *Chiều phản ứng OXH khử: -Cách 1: Là chiều theo quy tắc α - Cách 2: Là chiều mà dạng OXH cặp có điện cao phản ứng với dạng khử cặp có điện thấp 66 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 2.Các yếu tố ảnh hưởng tới chiều phản ứng OXH-Khử a.Nồng độ VD: Cho cặp OXH khử: , ( V ); o o Ag Ag Fe3 0, 77 (V ) Fe2 - Viết phương trình phản ứng tạo cặp OXH-khử điều kiện chuẩn? - Viết phương trình phản ứng tạo cặp OXH-khử điều kiện CAg+= 0,01M; C(ion khác)= 1M? b.pH 67 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 Bài C2H6 + 7/2O2 2CO2 + 3H2O ΔH0298,pu = ΔH0298,C,C2H6= ΔH0298,pu = 2ΔH0298,s,CO2+ 3ΔH0298,s,H2O - ΔH0298,s,C2H6 = 2(-94) + 3(-68) - (-20) = - 372 (kcal) 68 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 Bài C2H6 + 7/2O2 2CO2 + 3H2O ΔH0298,pu = 2ΔH0298,s,CO2 + 3ΔH0298,s,H2O - ΔH0298,s,C2H6 = 2(-393,5) + 3(-285,8) - ΔH0298,s,C2H6 = - 1559,8 (kj) ΔH0298,s,C2H6= - 84,6 (kj/mol) C2H4 + H2 C2H6 ΔH0298,pu = ΔH0298,s,C2H6 - ΔH0298,s,C2H4= -136,9 kj = - 84,6 - ΔH0298,s,C2H4 = - 136,9 (kj) ΔH0298,s,C2H4= +52,3 (kj/mol) C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ΔH0298,pu = 2ΔH0298,s,CO2 + 2ΔH0298,s,H2O - ΔH0298,s,C2H4 = 2(-393,5) + 2(-285,8) – 52,3 =? Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) 69 lOMoARcPSD|16991370 Saturated Vapor Pressure, Density for Water Tem Tem p p (°C) (°F) Saturated Vapor Pressure (mmHg) Saturated Vapor Density (gm/m3) Tem Tem p p (°C) (°F) Saturated Vapor Pressure (mmHg) Saturated Vapor Density (gm/m3) -10 14 2.15 2.36 40 104 55.3 51.1 32 4.58 4.85 60 140 149.4 130.5 41 6.54 6.8 80 176 355.1 293.8 10 50 9.21 9.4 95 203 634 505 11 51.8 9.84 10.01 96 205 658 523 12 53.6 10.52 10.66 97 207 682 541 13 55.4 11.23 11.35 98 208 707 560 14 57.2 11.99 12.07 99 210 733 579 15 59 12.79 12.83 100 212 760 598 20 68 17.54 17.3 101 214 788 618 25 77 23.76 23 110 230 1074.6 30 86 31.8 30.4 120 248 1489 37 98.6 47.07 44 200 392 11659 70 7840 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 Substance Vapor Pressure (mmHg) Temperature Water (H2O) 17.5 20 °C Ethanol 43.7 20 °C Formaldehyde 3268 20 °C 71 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 III.CÔNG THỨC NÉC Dạng 1: ox aOx ne kh Dạng 2: ox oox kh 0, 059 C aox lg b n C kh aOx qH + ne b Kh 0, 059 lg n C aox C qH ox o kh b Kh kh C bkh Công thức Néc Công thức Néc 72 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 CaC O (r) Ca C O 24 S S S K s [C a ].[C O 24 ] 4.10 = S.S = 4.10 S = 2.10 ,5 M ( NH ) C O NH C O 24 0,05x80% C aC O (r) S' 0,08 C a 2 0,04(M ) C O 24 0,04 S' S'+0,04 S '(S ' 0, 04) 4.10 73 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 PbI (r) Pb 2I S S 2S K s [Pb ].[I ] 8, 7.10 = S.(2S) = 8,7.10 S = 1,3.10 M X et : C 1Pb C 2I 0, 2.10 0, 3.10 9 0,144.10 Ks 0, 0, 0, 0, 3 3 Khơng có kết tủa xuất 74 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 ĐỀ 1: Câu 1: Dung dịch chứa m gam Cu(NO3)2 (độ điện ly 60%) 200 gam nước đông đặc -1,86oC 1.Tính m ? Biết kđ = 1,86 2.Tính nhiệt độ sơi dung dịch? Biết ks = 0,52 Cho Cu= 64; N = 14; O=16 ĐỀ Câu 1: Dung dịch chứa m gam FeCl3 (độ điện ly 80%) 500 gam nước sơi 102,5oC 1.Tính m ? Biết ks = 0,5 2.Tính nhiệt độ đơng đặc dung dịch? Biết kđ = 1,86 Cho Fe= 56; Cl = 35,5 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) 75 lOMoARcPSD|16991370 ĐỀ 1: Câu 2: Cho dung dịch HX 0,1M, biết số axit (Ka) 1,44.10-4 1.Tính độ điện li pH dung dịch HX ? 2.Tính pH dung dịch thu thêm vào lít dung dịch 0,01 mol HCl ? Biết HCl axit mạnh điện ly hịan tồn ĐỀ Câu 2: Cho dung dịch CH3COOH 0,1M, biết số axit (Ka) 1,7.10-5 1.Tính độ điện li pH dung dịch axit axetic ? 2.Tính pH dung dịch thu thêm vào lít dung dịch 0,001 mol HCl ? Biết HCl axit mạnh điện ly hịan tồn 76 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 Bài 2: 1, 51(V ) M nO 4 Mn 2 Cl 1, 36(V ) Cl E pin 1, 51 1, 36 0,15(V ) E pin Phản ứng pin: Cl 2Cl M nO 4 M n 2 M nO 4 Cl M n Cl 2M nO 4 10Cl + 16H 2M n + 5Cl 8H O 77 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) lOMoARcPSD|16991370 [H+]=10-4M Tại pH=4: Tính lại MnO4-/Mn2+ M nO 4 8H +5e M n 4H O M nO Mn M nO M nO 2 Mn2 o M nO Mn2 0, 059 lg C 1M nO C 8H C 1M n 0, 059 1.(10 ) 1, 51 lg 1,13(V ) 1, 36(V ) Mn2 Phản ứng pin: MnO 4 Mn 2 Cl2 2 M n Cl M nO Cl 2Cl 2M n + 5Cl 8H O 2M nO 4 10Cl + 16H 78 Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen (Kimphuongrio@gmail.com) ... Saturated Vapor Density (gm/m3) -1 0 14 2.15 2.36 40 1 04 55.3 51.1 32 4. 58 4. 85 60 140 149 .4 130.5 41 6. 54 6.8 80 176 355.1 293.8 10 50 9.21 9 .4 95 203 6 34 505 11 51.8 9. 84 10.01 96 205 658 523 12 53.6... ΔH0298,s,C2H6 - ΔH0298,s,C2H4= -1 36,9 kj = - 84, 6 - ΔH0298,s,C2H4 = - 136,9 (kj) ΔH0298,s,C2H4= +52,3 (kj/mol) C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ΔH0298,pu = 2ΔH0298,s,CO2 + 2ΔH0298,s,H2O - ΔH0298,s,C2H4 = 2 (-3 93,5)... pin: - Cực (+): phải - Cực (-) : trái - Giữa điện cực: - Giữa pha rắn pha lỏng: ( )Zn | Zn || Cu | Cu( ) 2 2 2.Suất điện động pin (Epin) E pin ( ) ( ) Thế điện cực (+) Thế điện