chương 6 điện hóa học động học các quá trình điện cực

              !"#$% &'!"(  )*+ &,-. &-+!"/0  "(  !1%)/ &&2!34/0  4"(  !1%0  )/ 56  -789:;     5/0  )< 5&=>?"/0  @ ABC 6(  4DE"/0  )<%FGH"/0  @ I!"JG!K%/"/0  !L! M:.  8NOPOQ@R  !>(  4@R  !>(  4S'!34"/0  TFM:.   8NQU@!*%/4UVW)"JGXG/"#Y ABC ZC@[T\"/0  !L!]"K^*FU%)*+@^F@  Z%4@[T\"/0  !L!]"K^*FU%)*+_` Z8?"/0  "/4a@!/JG4b!L!["c!L!<> ZOTa!4U@"/4a@!/JG4b!L!<>"c!L![ Z'/de/)/Y!%4@[M!L![Q%@[M!L!<>Q Z'/de/DE"/0  )<Y!%4@[MT\!L!'/de/!L!<>!1% GH"/0  @\/Q%@[MT\!L!'/de/!![!1%GH "/0  @\/Q Z7:fY ( ) ( ) 2 2 / / / /Zn Zn Cu Cu + + − +   !"#"$% 2 2Cu e Cu + + → 2 2Zn e Zn + − → Z7:fg/h. &'$%()  !"&'#") 2 2Cu e Cu + − → 2 2Zn e Zn + + → ABC ABC Z/0  !L!"YT\>(  40  H>_/>T@i/d\!34"/0  TF>\4U0 DJ>R  4)<! !)%!j^*FU%!j!K>(  4)*"/0  !L! [GF34 :/[kY 6(  44%"Hl4U@[G[#!SGm%4"HM_(!K@^F @\4%QU0DJ>n4"H!j^*FU%)*+[GF34 GoG &p Y &%4ld\@[G[#!SGTm%4Sq4d\  2 2Cu e Cu + + ƒ ( ) 2 3 3 2 , :Pt Fe Fe Fe e Fe + + + + + ƒ ABC ABC Z/0  !L!D(  /YT\>(  40  H>_/>T@i/r!34"/0  TF>\4U0DJ >R  4)<! !)%^*FU%/JG)*+"/0  !L!"H4V/ :2[kY6(  44%"Hl4U@[G[#!SGm%4"Hs!K @^F@\4%4U@>(/4UV%^/4tU0DJ>R  4!K! !)* +^*FU%Y 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 Cu e Cu O H e H O Cu O H Cu H O + + + + + + + + + + ƒ ƒ ƒ ABC ReaOx ne b d+ ƒ )* + ,-&-$$./01'2- 34)* + ,$5&6 Re Re Re Re Re 1 1 1 Ox d d d e d d dm v a dt dm v b dt dm v n dt = − = = − 78$*,"&09" $*": + $;4<"= + $* +  78$*,"&0%($=&* $*": + $;4<"= + $* +  78$*&6-&-$$.$ %(* + 9 &7  uC   &7  uC   >?$) . . Re Re 1 1 . e Ox Ox e e e e Ox Ox Ox d d dm v n dt q m F dq dm F dm F dq i dt dt dm i F v n dt F nF i v nF = = = = = = = = i v nF = @"&A" B C, )"# + $: + D* + 3EA" B F)GHCIJJ&"4 Reb d aOx ne→ + K)&6L" - )&6-&-$ )"M$NDD$*"N$;$8$ 3EA" B  8?"/0  /!\Te4E4'!"(  )*+"/0  @ !\Te ReaOx ne b d+ ƒ OP"# + $: + D* + $.: + &'$."# + $: + D* + %('"# + $: + D * + 9 Re Re ( ) Ox d Ox d i i i nF v v= + = − Q80$$0$9#4R$P ReOx d v v= 0i = 0 ReOx d i i i= = 0 i T\><  4"(  [?4U%@"v/ &7  uC   5wC,-. Z/0  !L!"YT\>(  40  H>_/>T@i/d\!34"/0  TF>\4U0 DJ>R  4)<! !)%!j^*FU%!j!K>(  4)*"/0  !L! [GF34 6(  44%"Hl4U@[G[#!SGm%4"HM_(!K@^F @\4%QU0DJ>n4"H!j^*FU%)*+[GF34 GoG &p Y  2 2Cu e Cu + + ƒ S$0$9#4R TBGU J 3$) 2 2 2 2 2 2 0 2 / / 0 2 / / 2 / 2 / ln 0, 295ln : 2 : 2 cb Cu Cu Cu Cu cb Cu Cu Cu Cu cb Cu Cu cb Cu Cu RT Cu nF Cu Cu Cu e Cu e Cu ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ + + + + + + + + + +   = +     = +   > → + < + → )"n4>x4"/y4cD0@\/Y 8?@^/K%r8?%@[ 8?_`8?!%4@[ V%9/$89''$8#4R 6W&',s_z/yGT\ ϕ cb ϕ η cb η ϕ ϕ = − 0 : ( ) 0 : ( ) cb cb anod oxihoa catod khu η ϕ ϕ η ϕ ϕ = − > = − < 8?%@[ 8?!%4@[ 5wC,-. [...]... trong quá trình điện phân Sự tạo mầm tinh thể, sự sắp xếp các tinh thể, sự phát triển bề mặt,…đều đòi hỏi năng lượng, do đó gây ra các qua 1the61 chuyển pha 3.QÚA THẾ - SỰ PHÂN CỰC CÁC LOẠI QUÁ THẾ: 4 QUÁ THẾ ĐiỆN HÓA ηE Nếu phản ứng điện hóa hạn chế tốc độ của toàn bộ phản ứng điện cực thì sự chuyển dịch điện thế so với điện thế cân bằng của điện cực gọi là... trước hay sau giai đoạn điện hóa Các chuyển hóa hóa học này không phụ thuộc vào điện thế điện cực song ảnh hưởng rất đáng kể đến động học của toàn bộ quá trình điện hóa Khái niệm QUÁ THẾ HÓA HỌC ứng với điều kiện:tốc độ của các giai đoạn thuần túy hóa học là nhỏ nhất, có vai trò quyết định đến vai trò quyết định của phản ứng điện hóa 3.QÚA THẾ - SỰ... THẾ PHÓNG ĐiỆN CHẬM, và ngày nay còn gọi là QUÁ THẾ CHUYỂN VẬN ĐiỆN TÍCH Sự chuyển đổi điện tích giữa các tiểu phân điện hóa luôn kèm theo sự biến đổi cấu trúc và bản chất của chúng Sự biến đổi này càng sâu sắc bao nhiêu thì càng đòi hỏi năng lượng lớn bấy nhiêu và tốc độ của gia đoạn điện hóa càng nhỏ bấy nhiêu, nghĩa là sẽ tạo ra QUÁ THẾ ĐiỆN HÓA 3.QÚA... tốc độ vận chuyển chất thì sự khác biệt về thế điện cực so với điện cức cân bằng để làm xuất hiện dòng điện qua điện cực, gây ra quá thế đó là do hiệu ứng khuếch tán và quá thế đó được gọi là quá thế khuếch tán 3.QÚA THẾ - SỰ PHÂN CỰC CÁC LOẠI QUÁ THẾ: 1 QUÁ THẾ HÓA HỌC (QUÁ THẾ PHẢN ỨNG) η PU Các phản ứng điện cực đều bao gồm một hay vài chuyển hóa hóa... là sẽ tạo ra QUÁ THẾ ĐiỆN HÓA 3.QÚA THẾ - SỰ PHÂN CỰC QUÁ THẾ CỦA QUÁ TRÌNH ĐiỆN CỰC LÀ: η = η E + η PU + η KT + ηCP PHƯƠNG TRÌNH TAFEL: η = A + B.ln i i:mật độ dòng điện; A và B là các hằng số QUÁ THẾ PHỤ THUỘC VÀO VẬT LiỆU ĐiỆN CỰC, TRẠNG THÁI BỀ MẶT ĐiỆN CỰC, THÀNH PHẦN DUNG DỊCH ĐiỆN LY,… 4.MÔÊT SỐ ỨNG DỤNG VỀ ĐÔÊNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐIÊÊN CỰC ĐIÊÊN PHÂN ĐiêÊn... thành ớ catod hoă Êc ở anod tỷ lêÊ với điêÊn lượng dùng để điêÊn phân m:lượng chất được hình thành (g) i.S t.M m= nF M:Khối lượng phân tử của chất [mol] i:mật độ dòng điện [A/cm2] S:bề mặt điện cực [m2] t:thời gian điện phân [s] n:hệ số tỷ lượng trao đổi của electron 4.MÔÊT SỐ ỨNG DỤNG VỀ ĐÔÊNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐIÊÊN CỰC ĐIÊÊN PHÂN H2O H2O được axit hoá bằng H2SO4 để tăng đôÊ... trình hòa tan Fe theo cơ chế pin điện hóa 4.MÔÊT SỐ ỨNG DỤNG VỀ ĐÔÊNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐIÊÊN CỰC ĂN MÒN KIM LOẠI Trong pin ăn mòn, kim loại có điện thế âm hơn thì bị ăn mòn, kim loại có điện thế dương hơn thì được bảo vệ Các kim loại có nhiều tạp chất, bề mặt không đồng nhất, bị phân chia thành các ô rất nhỏ, có giá trị điện thế khác nhau, tạo ra các vi... Quá thế tối thiểu đối với phản ứng H2O O2 ηm1 = 0, 62 V ηm2 = −0, 05V Tính điêên áp điêên phân tối thiểu Umin đăêt trên hai điêên cực bình điêên phân? 4.MÔÊT SỐ ỨNG DỤNG VỀ ĐÔÊNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐIÊÊN CỰC ĐIÊÊN PHÂN H2O Ở anod xảy ra hai phản ứng: 1 H 2O → O2 + 2e + 2 H + ( a ) 2 2 2 SO4 − → S 2O82− + 2e ( b ) *Vì điêên thế điêên cực (Pt)S2O82-,SO42- khá cao nên ion SO42- khó bị... hóa chất theo cơ chế thuần túy phản ứng hóa học Phần lớn các kim loại bị hư hại do ăn mòn điện hóa 4.MÔÊT SỐ ỨNG DỤNG VỀ ĐÔÊNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐIÊÊN CỰC ĂN MÒN KIM LOẠI Các phản ứng ăn mòn điêÊn hoá: Trong môi trường nước, kim loại bị oxy hóa theo cơ chế phản ứng điện hóa, nghĩa là: Kim loại nhường electron (phản ứng anod) Các chất oxy hoá nhâÊn electrron... 2 H + ( a ) 2 2 2 SO4 − → S 2O82− + 2e ( b ) *Vì điêên thế điêên cực (Pt)S2O82-,SO42- khá cao nên ion SO42- khó bị oxy hoá Do đó, chỉ có phản ứng a xảy ra 0 ϕm.a = ϕO2 / H 2O + ηm1 = 1, 23 + 0, 62 = 1,85V Điêên áp tối thiểu cần đăêt lên anod là : *Ớ catod chỉ có H+ tham gia phản ứng Điêên áp tối thiểu cần đăêt lên catod là 2 H + + 2e → H 2 + ( a ) 0 ϕm.c = ϕ H + / H + ηm2 = 0 − 0, 05 . M m nF =   . #TG<  4“%U%[%F PW!34"W!E4e!%4@[@R  !]%@[4•T0  de/"/0   TW[–"~"/0  )< . . .i S t M m nF = ")& 6 X$ 6 P$' Y) & 6 #$(X$Z"&[ )"M$NDZEA" B [ V)4<"$Z" B [ $)$]#Z,[ ),$5& 6 $.-&-$ † 6  -789:;        . &   & "W!%^/4@. = = i v nF = @"&A" B C, )"# + $: + D* + 3EA" B F)GHCIJJ&"4 Reb d aOx ne→ + K)& 6 L" - )& 6 -&-$ )"M$NDD$*"N$;$8$ 3EA" B  8?"/0  /!Te4E4'!"(  )*+"/0  @. !•S' ,9Ž:Œ:‡P/h/hs{ g; 6 /hsŒ•88A/hPƒs… ‘’C“OPY .lnA B i η = + 5wC,-. † 6  -789:;        . /0  )<TXG