Bài giảng Hoá học đại cương: Chương 10 được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên hiểu được một số khái niệm về điện hóa học; Nắm được nguyên tắc hoạt động của pin điện; Thế điện cực; Sức điện động của pin; Xác định và dự đoán chiều của phản ứng oxy hóa khử. Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG 10 ĐIỆN HĨA HỌC Mục tiêu • • • • • Hiểu số khái niệm điện hóa học Nắm nguyên tắc hoạt động pin điện Thế điện cực Sức điện động pin Xác định dự đoán chiều phản ứng oxy hóa khử Nội dung Một số khái niệm Pin Ganvani Thế khử tiêu chuẩn Thế điện cực Sức điện động pin Dự đoán chiều xảy tự phát phản ứng oxy hóa - khử Điện phân Một số khái niệm • Điện hóa học - Điện hóa nhánh ngành hóa học nghiên cứu chuyển đổi lượng điện lượng hóa học - Q trình điện hóa bao gồm PƯ oxy hóa-khử lượng giải phóng từ PƯ tự diễn biến chuyển thành điện lượng điện sử dụng để PƯ tự xảy Phản ứng oxy hóa khử • Phản ứng oxy hóa khử: có thay đổi số oxy hóa • - nguyên tố tham gia phản ứng Đặc điểm chung: Có trao đổi electron Gồm trình diễn đồng thời : trình cho electron (quá trình oxy hóa) q trình nhận electron (q trình khử) Gồm chất có mặt dồng thời Chất oxy hóa : chất nhận electron Chất khử: chất cho e 3Cl2 + I- + 6OH- = 6Cl- + IO3- + 3H2O Mg(s) + 2HCl (aq) → MgCl2 (aq) + H2 (g) Cân phản ứng oxy hóa- khử Bước 1: Viết PT PƯ không cân Bước 2: Viết bán phản ứng Cân phản ứng oxy hóa- khử Bước 3: Cân nửa PƯ số lượng loại nguyên tử eletron Với PƯ môi trường acid, thêm nước để cân bằn nguyên tử O thêm H+ để cân nguyên tử H 10 Sức điện động pin 5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến E - phương trình Nernst: Phản ứng tổng xảy pin : Các yếu tố ảnh hưởng lên E nồng độ nhiệt độ 32 33 34 n: bội số chung nhỏ số e trao đổi F: số Faraday (96500 C) 35 36 37 Dự đoán chiều xảy tự phát phản ứng oxy hóa - khử 38 39 40 41 Điện phân 𝑡𝑜 2Na + Cl2 → 𝑁𝑎𝐶𝑙 Dòng điện chiều 𝑡𝑜 NaCl → 2Na + Cl2 QT oxh Mơ hình điện phân nóng chảy NaCl QT khử Phản ứng khơng xảy tự phát 42 Điện phân Điện phân q trình oxy hố q trình khử xảy bề mặt điện cực cho dòng điện chiều qua chất điện ly nóng chảy qua dung dịch chất điện ly Trong trình điện phân: • Các cation (ion +) chạy phía cực âm (catot) bị khử (Mn+ + ne → M) • Các anion (ion -) chạy phía cực dương (anot) bị oxi hóa (Xn- → X + ne) ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH Dùng điều chế kim loại có tính khử mạnh ( Li, K, Na, Ba, Ca, Mg, Al) Dùng điều chế kim loại có tính khử trung bình yếu (sau Al) 43 Pin điện Điện phân Anode - nhường e - oxy hóa Cathode- nhận e – khử Phản ứng xảy tự phát Tạo dòng điện Chuyển lượng hóa học thành lượng điện Pin điện anh (anode) âm Phản ứng không xảy tự phát Cần tiêu tốn điện Chuyển lượng điện thành lượng hóa học Điện phân anh (anode) âm thầm làm dương 44 Nguyên tắc quan trọng làm tập pin điện hóa (nguyên tố Galvanic): Chú ý tên gọi điện cực (+) (-): *Vẫn tuân theo định nghĩa điện cực(trong bình điện phân pin điện hóa): Anode: nơi diễn trình oxi-hóa (Kh – ne → Ox) Cathode:là nơi diễn trình khử (Ox + ne → Kh) *Nhưng áp dụng gọi cho bình điện phân pin điện hóa trái ngược Pin Bình điện phân Cực (+) Cathode Anode Cực (-) anode Cathode Giải thích hai trình ngược chiều 45 Tóm tắt Yêu cầu sinh viên: -Hiểu cấu tạo nguyên tố ganvani PP tính hóa khử cặp oxihóa khử, sức điện động pin -Tính số cân 46