HÓA ĐẠI CƯƠNG B1 - CHƯƠNG 6 potx

Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 1 CHƯƠNG VI CHƯƠNG VI ĐIỆN HÓA HỌC ĐIỆN HÓA HỌC Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 2 NỘI DUNG PHẢN ỨNG OXYHÓA-KHỬ VÀ DÒNG ĐIỆN NGUYÊN TỐ GALVANIC SỰ ĐIỆN PHÂN Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 3 6.1. PHẢN ỨNG OXYHÓA-KHỬ VÀ DÒNG ĐIỆN 6.1.1. Khái niệm về phản ứng oxyhóa khử : - Phản ứng xảy ra có sự thay đổi số oxyhóa của các nguyên tố. - Đặc điểm chung: * Có sự trao đổi e giữa các nguyên tử của các nguyên tố. * Gồm 2 quá trình : • Quá trình cho e được gọi quá trình oxyhóa • Quá trình nhận e được gọi quá trình khử. Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 4 * Gồm 2 chất: •chất cho e được gọi chất khử (chất bò oxyhóa) •chất nhận e được gọi chất oyhóa (chất bò khử) Ví dụ: Phản ứng Zn + Cu 2+ ⇔ Zn 2+ + Cu là: • Phản ứng oxyhóa-khử vì có sự trao đổi e giữa Zn (cho 2 e) và Cu 2+ (nhận 2 e). • Gồm 2 quá trình: oxyhóa Zn (Zn −2e ⇔ Zn 2+ ) khử Cu 2+ (Cu 2+ +2e ⇔ Cu). Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 5 Trong các quá trình oxyhóa và khử trên: Zn và Cu được gọi là dạng khử, Zn 2+ và Cu 2+ được gọi là dạng oxyhóa. • Gồm 2 chất : chất khử là Zn và oxyhóa là Cu 2+ . Kh I ⇔ Ox I + ne Ox II + ne ⇔ Kh II Tổng quát: Kh I + Ox II ⇔ Ox I + Kh II Ox I , Kh I và Ox II , Kh II là các cặp oxyhóa-khử I và II. Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 6 Phản ứng oxyhóa-khử được tạo thành từ 2 cặp oxyhóa-khử và chiều xảy ra phụ thuộc vào bản chất các cặp oxyhóa-khử và điều kiện tiến hành phản ứng. Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 7 6.1.2. Phản ứng oxyhóa-khử và dòng điện: - Tiến hành phản ứng giữa Zn và Cu 2+ : chất oyhóa và chất khử tiếp xúc trực tiếp một cách bình thường thì hóa năng của phản ứng chuyển thành nhiệt năng: sự trao đổi e xảy ra trực tiếp từ Zn sang Cu 2+ . mol/kcal82,51H o 298 −=Δ Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 8 -Cách khác: HaiquátrìnhoxyhóaZn vàkhửCu 2+ xảy ra ở 2 nơi, e chuyển từ Zn sang Cu 2+ qua dây dẫn kim loại: Có một dòng điện chạy qua dây dẫn, hóa năng của phản ứng chuyển thành điện năng. Tiến hành phản ứng oxyhóa khử trong một dụng cụ gọi là nguyên tố galvanic hay pin điện: là thiết bò thu được điện năng dựa trên phản ứng oxyhóa-khử xảy ra trong nó. Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 9 6.2. NGUYÊN TỐ GALVANIC 6.2.1. Cấu tạo và hoạt động: -Gồm2 điện cực nối với nhau bằng một dây dẫn kim loại. Điện cực đơn giản gồm 1 thanh kim loại nhúng trong dung dòch chất điện li của nó. Ví dụ: nguyên tố galvanic Cu−Zn : gồm 2 điện cực đồng và kẽm (2 dung dòch CuSO 4 , ZnSO 4 được ngăn cách với nhau bằng màng xốp; 2 thanh Cu, Zn được nối với nhau bằng dây dẫn). Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 602005 - Chương 6 10 ZnSO 4 CuSO 4 màng xốp Zn (−) (+) Cu - Hoạt động của nguyên tố Cu−Zn: [...]... 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 16 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 - Sức điện động của nguyên tố galvanic: E = ϕ(+) − ϕ(−) và o o E o = ϕ(+ ) − ϕ(−) Ví dụ: Sức điện động tiêu chuẩn của nguyên tố galvanic Cu−Zn: b- Phương trình Nernst: - Đối với quá trình điện cực tổng quát, viết theo chiều oxyhóa: Kh ⇔ Ox + ne: RT [Ox] ln ϕ=ϕ + nF [Kh ] 0 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 17 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 n: số... 60 2005 - Chương 6 23 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 * Theo quy tắc: Vì ϕ o của cặp MnO − / Mn 2 + 298 4 lớn hơn nhiều cặp Fe3+/ Fe2+ nên dạng oxyhóa MnO− 4 của cặp MnO − / Mn 2 + sẽ oxyhóa dạng khử Fe2+ 4 của cặp Fe3+/ Fe2+, nghóa là phản ứng oxyhóakhử đã cho diễn ra theo chiều nghòch không những ở điều kiện chuẩn mà còn ở cả những điều kiện khác 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 24 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG... ví dụ: khả năng oxyhóa-khử của kim loại trong dung dòch nước, chiều hướng xảy ra của các phản ứng oxyhóa-khử … 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 21 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 - Xác đònh chiều xảy ra của phản ứng oxyhóakhử: dựa vào thế điện cực của các quá trình điện cực trực tiếp xác đònh hoặc tính E hay ΔG rồi kết luận: • Theo quy tắc: Phản ứng oxyhóa-khử xảy ra theo chiều dạng oxyhóa của quá trình...Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 * Ở điện cực kẽm: quá trình oxyhóa kẽm : Zn − 2e ⇔ Zn2+ * Ở điện cực đồng: quá trình khử ion đồng: Cu2+ + 2e ⇔ Cu Các quá trình này gọi là quá trình điện hóa hay quá trình điện cực • Trong toàn bộ nguyên tố galvanic: diễn ra phản ứng oxyhóa-khử: Zn +Cu2+ ⇔ Zn2+ + Cu 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 11 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 Khi nguyên tố galvanic... điện hóa Điện cực có quá trình oxyhóa xảy ra: điện cực âm (Zn) Điện cực có quá trình khử xảy ra là: điện cực dương(Cu) e từ điện cực âm (Zn) chuyển sang điện cực dương (Cu) 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 12 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 - Ký hiệu nguyên tố galvanic: Nguyên tố Cu−Zn: (−) Zn ⏐ Zn2+ ⏐⏐ Cu2+ ⏐ Cu (+) Tổng quát: (− ) M I 12/7/2010 m+ M II m+ M II 60 2005 - Chương 6 M II (+ ) 13 Bài giảng HÓA... ϕ(2) nên Fe3+ oxyhóa Hg, nghóa là phản ứng diễn ra theo chiều nghòch 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 28 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 6.3 SỰ ĐIỆN PHÂN Tự đọc để hiểu được: - Khái niệm về quá trình điện phân và mối quan hệ giữa nó với quá trình galvanic - Các quá trình điện phân chất điện li nóng chảy, dung dòch chất điện li - Các đònh luật điện phân và khái niệm đương lượng điện hóa - Nguồn điện: pin... phản ứng oxyhóa-khử tổng quát: 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 14 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 aA + bB = cC + dD c d [C ] [ D ] 0 RT được tính theo phương trình: E = E − ln nF [A ]a [B]b Ví dụ: Nguyên tố galvanic Cu−Zn, phản ứng: Cu2++Zn ⇔ Cu+Zn2+ có Eo =1,1V Ở 25oC: ΔG o = − nFE 0 = −2x23 062 x1,1 = −507 36 cal / mol 298 298 0 ΔG 298 = 0 − nFE 298 = − RT ln K 507 36 → ln K = 85 ,68 45 → K = 1 ,63 .1037 1,987... CƯƠNG Chương 6 * Tính E theo chiều thuận: Trong trường hợp này, theo quy tắc xác đònh chiều xảy ra của phản ứng oxyhóa-khử, cặp Fe3+/ Fe2+ đóng vai trò điện cực dương và cặp đóng vai trò điện cực âm, nên: Vậy phản ứng trên xảy ra theo chiều nghòch 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 25 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 * Tính ΔG theo chiều nghòch: Theo quy tắc xác đònh chiều xảy ra của phản ứng oxyhóa-khử,... ϕ Zn = ϕ H + lg 2 2 [Zn ] o Vì [Zn] = const và ϕ Zn = −0, 763 V nên: Fe 2+ ϕZn = − 0, 763 + 0,030 lg [Zn2+] (V) ⇔ Fe 12/7/2010 3+ + 1e : ϕ Fe3+ Fe 2+ o = ϕ 3+ Fe 60 2005 - Chương 6 + 0,059 lg Fe 2+ [Fe 3+ ] [Fe 2+ 20 ] Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG ϕFe3+ Fe 2+ = 0,771 + 0,059 lg Chương 6 [Fe3+ ] 2+ [Fe ] (V) c- Chiều xảy ra của phản ứng oxyhóa-khử: - Bảng thế điện cực tiêu chuẩn: gồm của các quá trình điện... 298 = 0 − nFE 298 = − RT ln K 507 36 → ln K = 85 ,68 45 → K = 1 ,63 .1037 1,987 × 298 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 15 Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG Chương 6 6.2.3 Thế điện cực và phương trình Nernst: a- Khái niệm về thế điện cực: - Thế điện cực là đại lượng thế hiệu đặc trưng cho quá trình điện cực hay điện cực, ký hiệu là ϕ - Giữa ϕ và ΔG có quan hệ: ΔG = − nFϕ và ΔG = − nF ϕo ϕo: thế điện cực tiêu chuẩn; n: số . Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 1 CHƯƠNG VI CHƯƠNG VI ĐIỆN HÓA HỌC ĐIỆN HÓA HỌC Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 2 NỘI DUNG PHẢN. dẫn). Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 10 ZnSO 4 CuSO 4 màng xốp Zn (−) (+) Cu - Hoạt động của nguyên tố Cu−Zn: Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 60 2005 - Chương. OXYHÓA-KHỬ VÀ DÒNG ĐIỆN NGUYÊN TỐ GALVANIC SỰ ĐIỆN PHÂN Chương 6Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG 12/7/2010 60 2005 - Chương 6 3 6. 1. PHẢN ỨNG OXYHÓA-KHỬ VÀ DÒNG ĐIỆN 6. 1.1. Khái niệm về phản ứng oxyhóa