Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go
KHÁI QUÁT ĐIỆN CỰC THẾ ĐIỆN CỰC SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG THÀNH ĐIỆN NĂNG SỰ CHUYỂN ĐIỆN NĂNG THÀNH HÓA NĂNG Điện hóa: Là lĩnh vực hóa học nghiên cứu mối liên hệ q trình hóa học dịng điện 1800 1786 Thí ngiệm Galvani Thí ngiệm Volta Điện cực: hệ gồm hai dạng oxi hóa khử nguyên tố tiếp xúc mà không xảy phản ứng hóa học M Thế hóa học tồn điện cực gọi điện cực: Thế không đo mà so sánh với Kí hiệu: Eđcực hay H2O EOXH / KH + + - ++ -+ + Lớp điện kép M + nH2O Mn+.nH2O + ne Khi: C = 1M, Pkhí =1atm T = 298 K → Thế điện cực chuẩn: + + + + E Oxh/kh Điện cực loại 1: Hệ gồm kim loại hay phi kim nhúng vào dung dịch muối Phản ứng điện cực: Mn+ + ne → M Quy ước viết ký hiệu điện cực: ❖ Giữa cực dd ngăn cách gạch thẳng đứng ❖ Nếu cực hay dd có nhiều chất chất cách dấu phẩy Kí hiệu: M│Mn+ (CM) Ví dụ: Điện cực đồng: Điện cực kẽm: 2+ Cu Cu (1M ) Zn Zn 2+ (1M ) Điện cực loại 2: Hệ gồm kim loại phủ lớp chất khó tan (muối, oxit, hiđroxit) kim loại nhúng vào dung dịch chứa anion chất khó tan Kí hiệu: M, MAAnPhản ứng điện cực: MA + ne M + AnĐiện cực bạc clorua: Ag, AgClKCl AgCl + 1e Ag + ClĐiện cực calomen: Hg, Hg2Cl2KCl Hg2Cl2 + 2e 2Hg + 2Cl- Điện cực loại (Điện cực oxi hóa - khử): Hệ gồm kim loại trơ (Pt) nhúng vào dung dịch chứa cặp oxi hóa khử Hoặc (Pt)|Oxh, Kh, Mt Kí hiệu: (Pt) Oxh, Kh Phản ứng điện cực: Oxh + ne Kh Ví dụ: (Pt)│Fe3+(0,2M), Fe2+(0,1M) Xác định gía trị điện cực: * Điện cực hidro tiêu chuẩn: + KL trơ (Pt) phủ muội Pt + [H+] = 1M + PH2= 1atm + T = 250 C KH: Pt, H2(1atm)H+(1M) Quy ước: E2H / H= 0,00 (V) + Xác định gía trị điện cực: Ghép điện cực cần đo với điện cực hidro điều kiện chuẩn tạo thành pin Điện cực tiêu chuẩn: C M = 1M hc p = 1atm T = 25 C = 298K Sức điện động pin = E Cu 2+/Cu E đc = + 0,34 (V) Kí hiệu pin điện hóa: (-) rắn1lỏng1 (CM1) lỏng2 (CM2)rắn2 (+) Ví dụ: (Daniells – Jacobi) (-) ZnZn2+Cu2+Cu (+) (-) Pt, H2(1atm)H+(1M) Cu2+(1M)Cu (+) Suất điện động pin: ∆Epin = E(+) - E(-) (∆Epin > 0) Ví dụ: Tính sức điện động pin tạo điện cực sau 25 - oC: (Pt)| MnO4- (0,1M), Mn2+ (0,2M), H+ (0,01M) Có E0 = 1,51 V (Pt)| 2Cr2O7 (0,1M), Cr3+ (0,2M), H+ (1M) Có E0 = 1,33 V Giải Điện cực 1: MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O 0,059 [MnO4-][H+]8 lg E = E1 + = 1,317 V 2+ [Mn ] Điện cực 2: Cr2O72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O 0,059 [Cr2O72-][H+]14 lg E2= E2 + = 1,327 V 3+ [Cr ] E1 E2 Điện cực cực âm Điện cực cực dương ∆Epin = E(+) - E(-) = 1,327-1,317 = 0,01 V Một số hệ pin thông dụng Pin nồng độ: Pt, H2 (1 atm)|H+(x M)||H+(1.0 M)|H2(1 atm), Pt H+(1 M) + e- → H2(g, atm) H2(g, atm) → H+(x M) + e2 H+(1 M) → H+(x M) Pin khô (pin Leclenché): (-)ZnNH4Cl,ZnCl2MnO2C (+) ∆Epin = 1,5 V Giấy cách ly NH4Cl + ZnCl2 MnO2 Graphit C (+) Zn (-) (-) Zn → Zn2+ + 2e (+) 2NH4+ + MnO2 + 2e → Mn2O3 + 2NH2 + H2O Pin thủy ngân: ∆Epin = 1,35 V (-) Zn + 2OH- → ZnO + H2O + 2e (+) HgO + H2O + 2e → Hg + 2OH- Pin Liti – ion: ∆Epin = 3,4 V Pin Nhiên liệu: Pin Nhiên liệu: Khi pin hết điện? ∆Epin = E(+) - E(-) = V E(+) = E(-) RT ln [Oxh1] + n1F [Kh1] E0 = E02 RT [Oxh2] ln + n2F [Kh2] ẮC QUY ĂN MỊN KIM LOẠI Ăn mịn kim loại tượng kim loại bị oxi hóa thành hợp chất khác (-) Fe/O2//H2O/Fe3C(+) O2 → O 40 Quá trình chuyển điện thành hóa q trình tiêu thụ điện tử sinh phản ứng hóa học (tự đọc TL) ... J/mol.K) TAgI = 1,8.10-17 24 Q trình chuyển hóa thành điện trình sinh điện tử phản ứng hóa học (trên điện cực pin điện, ắc quy …) Pin điện hóa hệ gồm hai điện cực nối với Anot (-) (+) Catot (Daniells...2 Điện hóa: Là lĩnh vực hóa học nghiên cứu mối liên hệ q trình hóa học dịng điện 1800 1786 Thí ngiệm Galvani Thí ngiệm Volta Điện cực: hệ gồm hai dạng oxi hóa khử nguyên tố tiếp... MAAnPhản ứng điện cực: MA + ne M + AnĐiện cực bạc clorua: Ag, AgClKCl AgCl + 1e Ag + ClĐiện cực calomen: Hg, Hg2Cl2KCl Hg2Cl2 + 2e 2Hg + 2Cl- Điện cực loại (Điện cực oxi hóa - khử): Hệ