điện hóa học

ĐIỆN HÓA HỌC 1. Phản ứng oxy hóa khử 2. Cân bằng phản ứng oxy hóa –Khử 3. Thế điện cực 4. Nguyên tố Gavani 5. Sự điện phân 6. Định luật Faraday1 1.Phản ứng oxy hóa – khử và cặp oxi hóa khử 1.Phản ứng oxy hóa – khử và cặp oxi hóa khử liên hợp liên hợp 1.1 Phản ứng oxy hóa – khử PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ELECTRON Nhường e = sự oxy hóa Nhận e = Sự khử Số oxy hóa Sự khử (số oxy hóa giảm) Sự oxy hóa (số oxy hóa tăng) Phản ứng oxy hóa – khử Phản ứng oxy hóa – khử Phản ứng oxy hóa – khử PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ELECTRON Một số thuật ngữ thông dụng: • Sự oxy hóa – nhường electron tăng số oxy hóa • Sự khử – nhận electron giảm số oxy hóa • Chất oxy hóa – nhận electron • Chất khử – nhường electron Phản ứng oxy hóa – khử Phản ứng oxy hóa – khử Phản ứng oxy hóa – khử 1.2 Cân bằng phản ứng Cu (s) + Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + Ag (s) Bước 3: Cu → Cu 2+ + 2e 2 Ag + + 2 e → 2 Ag Bước 4:Cu (s) + 2 Ag + (aq) → Cu 2+ (aq) + 2Ag (s) Bước 1: Xác định bán phản ứng oxi hóa và khử: OX: Cu → Cu 2+ + 2e RED: Ag + + e→ Ag B cướ 2:Cân bằng các bán phương trình 1.3 Điện cực 1.3 Điện cực Điện cực: là một hệ gồm một thanh dẫn điện ( kim loại hoặc phi kim như than chì…) tiếp xúc với dung dịch chứa một cặp oxi hóa khử liên hợp. Ví dụ: Khi nhúng một thanh dẫn điện vào dd chất điện ly ta được một điện cực Các loại điện cực phổ biến Các loại điện cực phổ biến - Điện cực kim lọai – ion kim loại (điện cực tan) - Điện cực khí – ion - Điện cực kim loại – anion muối không tan - Điện cực trơ 3.1 Điện cực kim lọai – ion kim lọai (điện cực tan) 3.1 Điện cực kim lọai – ion kim lọai (điện cực tan) Gồm một kim lọai tiếp xúc với ion của nó trong dung dịch Điện cực thường được ký hiệu tắt M ( r) | M n+ (dd) Ví dụ: Điện cực đồng Cu (r) | Cu 2+ Quá trình xảy ra Cu -2e ⇋ Cu 2+ 3.2 Điện cực khí – ion 3.2 Điện cực khí – ion Chất khí tiếp xúc với cation của nó H + (dd) | H 2 (k) | Pt (r) Quá trình xảy ra 2H + (dd) + 2e H⇋ 2 (k) Nếu áp suất khí H 2 bằng 1 atm, a H+ =1M, nhiệt độ 25 0 C ta có điện cực tiêu chuẩn hydro (E=0) 3.3 Điện cực kim lọai – anion muối không tan của kloại 3.3 Điện cực kim lọai – anion muối không tan của kloại Kim loại tiếp xúc với muối không tan của nó đồng thời tiếp xúc với dung dịch chứa muối tan cùng anion. AgI (r ) + 1e ⇋ Ag (r) + I - (dd) I - (dd) | AgI(r ) |Ag (r ) [...]... ( l) + Cl- (dd) 2 2 So với điện cực tiêu chuẩn hydro thế điện cực chuẩn của điện cực calomen b ằng + 0, 2680V 0 Bảng thế điện cực tiêu chuẩn ở 250C Bán phản ứng khử Khử hóa yếu Oxi hóa mạnh Khử hóa mạnh Oxi hóa yếu 5.2 Ý nghĩa của thế điện cực khử tiêu chuẩn 1) So sánh độ mạnh các chất oxy hố và độ mạnh các chất kh ử Thế điện cực khử càng lớn thì tính oxi hóa của dạng oxi hóa càng mạnh, tính khử c ủa... vào điện cực một hiệu điện thế bằng thế điện cực nh ưng khơng xãy ra q trình điện phân mà cần một hiệu điện thế cao hơn • Ví dụ như các ion Fe2+, H+, Ni2+, Co2+… 7.2 Định luật Faraday •Định luật 1:Khối lượng chất thốt ra tỉ lệ với điện lượng qua bình điện phân m= kQ Trong đó k là đương lượng điện hóa về giá trị nó bằng kh ối lượng ch ất thốt ra ở điện cực khi có m ột đ ơn v ị đi ện lượng đi qua bình điện. .. cặp oxy hố -khử là sức điện động của một pin tạo bởi điện cực chuẩn của cặp oxy hố - khử đó với điện cực hidro chuẩn Thế điện cực tiêu chuẩn • • Thế điện cực hydro tiêu chuẩn được biểu thị Pt(r)| H (k, 1atm)| H+ (1M) khi là anot 2 H+ (1M) | H (k, 1atm)| Pt(r) khi là catot 2 E0 =0 2H+/H2 Hiện nay người ta thường dùng điện cực calomen làm điện cực so sánh thay cho điện c ực hydro .Điện cực này chế tạo từ... trên các điện cực khi có dòng điện 1 chiều đi qua chất điện ly ở trạng thái nóng chảy hoặc dung dịch • Lưu ý : Theo qui ước điện cực, ở đó có qt oxi hóa (nhường e) là anot, còn điện cực mà tại đó xãy ra qt khử (nhận e) là catot + Trong pin anot là cực âm, catot là cực dương + Trong điện phân catot là cực âm, anot là cực dương 7.2 Thế phân giải-Q thế 1) Thế phân giải: Thế hiệu tối thiểu của dòng điện một... bình điện phân Q là điện lượng có thể tính bằng đơn vị Faraday (F), 1F= 96.500 C = 26,8 A.h • Định luật 2: Những điện lượng như nhau đi qua bình điện phân làm thốt ra cùng m ột s ố đ ương lượng gam ch ất Cứ 1 F điện lượng đi qua bình điện phân thốt ra 1 đương lượng gam ch ất b ất k ỳ Thay Q=I.t và Đ= A/n thì biểu thức tốn học của định luật là m= (A.I.t)/(n.F) Alà n.t.g; I cương độ dòng điện (Ampe); t là...3.4 Điện cực trơ Gồm một thanh kim loại trơ (như Pt) tiếp xúc với hai dd chất có trạng thái oxy hóa –khử khác nhau ( ví dụ dd chứa hỗn hợp 2 muối Fe2+, Fe3+) Fe3+,Fe2+(dd)|Pt(r ) Fe2+ - 1e ⇋ Fe3+ 4 Pin điện (Ngun tố Ganvani) Là một hệ gồm 2 điện cực ghép nối với nhau thành một mạch kín (-) Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) (+) Ecell = 1.103 V Cách biểu diễn ngun tố Ganvani • Anot là điện cực... q trình oxi hóa Zn (r ) - 2e • → Zn2+ Catot là điện cực ở đó xãy ra q trình khử Cu2+ + 2e → Cu Cách biểu diễn ngun tố Ganvani Dùng ký hiệu |để chỉ sự phân cách giữa hai pha; các chất trong cùng một pha dùng dấu phẩy (, );dùng | | đ ể chỉ cầu muối; anot được viết bên trái, catot được viết bên phải (-) Zn(r) | Zn2+ (dd) || Cu2+(dd) | Cu(r) (+) 5 Thế điện cực 5.1 Thế điện cực tiêu chuẩn Thế điện cực tiêu... oxi hóa- khử ∆E n n( E − E ) lg K = = 0,059 0,059 0 0 oxh 0 kh n: số e trao đổi Ví dụ: Tính hằng số cân bằng và cho biết chiều của phản ứng: 2Fe3+ + Cu0 ⇔ Cu2+ + 2Fe2+ 0 0 n( Eoxh − Ekh ) 2(0,77 − 0,34) lg K = = = 14,58 0,059 0,059 K = 10-14,58 chiều nghòch 7 Sự điện phân và định luật Faraday e e- - Zn 1.0 M Zn+2 Anode 1.0 M Cu+2 Cathode Cu 7.1 Định nghĩa điện phân • Điện phân là q trình oxi hóa- ... anot là cực dương 7.2 Thế phân giải-Q thế 1) Thế phân giải: Thế hiệu tối thiểu của dòng điện một chiều đặt vào hai điện cực c ủa bình đi ện phân đ ể gây nên s ự điện phân • • Thế phân giải của một chất điện ly bằng th ế phân giải của cation và th ế phân gi ải c ủa anion, t ức là b ằng s ức điện động của pin tương ứng Ví dụ Thế phân giải của dd CuCl và ZnCl trong dd 1M là 2 2 Dd CuCl : E0=E0 - E0 = 1,36-(+0,34)... cặp có thế điện cực khử lớn hơn có khả năng nhận electron của dạng khử của cặp có thế khử nhỏ hơn 6 Phương trình Nernst Sự phụ thuộc của thế điện cực cũng như sức điện động của một pin được thể hiện bằng phương trình Nernst 0,0592 lg Q E= E n 0 Trong đó: E0: Thế điện cực tiêu chuẩn n: Số e trao đổi Q: Biểu thức định luật tác dụng khối lượng Có phản ứng a A + b B = eE + gG • Nếu xãy ra trong dd lỗng , . ĐIỆN HÓA HỌC 1. Phản ứng oxy hóa khử 2. Cân bằng phản ứng oxy hóa –Khử 3. Thế điện cực 4. Nguyên tố Gavani 5. Sự điện phân 6. Định luật Faraday1 1.Phản ứng oxy hóa – khử và cặp oxi hóa khử 1.Phản. oxi hóa khử liên hợp. Ví dụ: Khi nhúng một thanh dẫn điện vào dd chất điện ly ta được một điện cực Các loại điện cực phổ biến Các loại điện cực phổ biến - Điện cực kim lọai – ion kim loại (điện. cực tan) - Điện cực khí – ion - Điện cực kim loại – anion muối không tan - Điện cực trơ 3.1 Điện cực kim lọai – ion kim lọai (điện cực tan) 3.1 Điện cực kim lọai – ion kim lọai (điện cực