ĐỘNG HỌC - CÁC QUÁ TRÌNH ĐIỆN HÓA pps

Chng 15 ẹONG HOẽC CAC QUA TRèNH ẹIEN HOA  Quá trình điệncực cân bằng: nghiên cứu ở đk không có dòng điện đi qua mạch, ở trạng thái cân bằng.  Quá trình có dòng điện đi qua mạch là quá trình không cân bằng: các hiệntượng diễnra có liên quan tớisự có mặtcủa dòng điệnsẽ phụ thuộcthời gian > Động hóa các quá trình điệncực xem xét các quá trình phụ thuộcvàocường độ dòng điện (quá trình không cân bằng diễnratrên điệncựctheothời gian) I. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN I. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN Nhờ dòng điện > tạo ra phản ứng hóa học Sn 2+ (dd) + 2 Cl - (dd) > Sn(r) + Cl 2 (k) 1. Điện phân: Điệnnăng > Hóa năng  Điệnphânlàqtrìnhxảyraphản ứng (khơng tự xảy ra) nhờ tác dụng của dòng điệnáptừ bên ngồi  Q trình điệnphângiúptatiếnhành phản ứng mà ở điềukiệnbìnhthường khơng xảyrađược( ΔG > 0)  Tốc độ phản ứng: ªCó thể thay đổiW nhờ thay đổiI Mật độ dòng điện: o m = k oo dm WVôùiq dt dq Wk kI dt = ⇒= = I i S = diệntíchbề mặt điệncực 2. ĐIỆN THẾ PHÂN HỦY Khi tăng điệnthế bên ngồi E:  Ban đầu, I tăng chậm (đường OA) & không có khí O 2 và H 2 thoát ra trên các điện cực.  Khi E > E f (E f =1,7V) thì: I tăng vọt (đường AB) & có khí O 2 và H 2 thoát ra trên các điện cực. I(mA) E (V) B ĐL Ohm A E f O Giá trò E f =1,7 V gọi là : Điện thế phân hủy E f là điệnthế mà phản ứng bắt đầuxảyra 3. SỰ PHÂN CỰC  Là hiệntượng phát sinh giữa2 điệncực1 hiệu điệnthế ngượcchiềuvới điệnthế tác dụng từ bên ngoài trong quá trình điện phân Phân cựchóahọc: do sự hình thành pin hóa học Phân cựcnồng độ: do sự hình thành pin nồng độ II. Q ĐIỆN THẾ (q thế) Trong 1 số trường hợp, điện thế phân hủy lớn hơn suất điện động phân cực của pin: E f (thực tế sẽ cần) > E pcực (lý thuyết) Sự chênh lệch này gọi là QUÁ THẾ η = E f -E pcực Quá thế là điện thế phải tăng thêm (so với E pcực ) để sự điện phân xảy ra Quá thế thể hiện xu hướng chậm trễ phóng điện Nguyên nhân gây ra quá thế: sự khống chế của giai đoạn chậm nhất trong quá trình điện phân (gồm hàng loạt các giai đoạn nối tiếp nhau) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá thế:  Bản chất của chất thoát ra ở điện cực  Bản chất và trạng thái của bề mặt điện cực  Mật độ dòng điện  Nhiệt độ  Thành phần của dung dòch Các giai đoạn xảy ra trong quá trình phóng điện của ion H 3 O + , giải phóng khí H 2 : - Giai đoạn khuếch tán: H 3 O + khuếch tán dung dòch → bề mặt điện cực - Giai đoạn khử nước: - Phóng điện & hấp phụ H: - Kết hợp: -Thoát khí: Quá thế Hydro 32 H OHHO ++ →+ 1HeH + +→ | hf HMe MeH + → ( ) 2 2 hf H Hdd→ ( ) ( ) 22 H dd H khí→ Tốc độ của quá trình bò khống chế bởi giai đoạn chậm nhất.  ThuyếtTAFEL: giai đoạnkếthợp chậmnhất  Thuyết phóng điệnchậm: giai đoạn phóng điện chậmnhất [...]... dòng điện Ăn mòn điện hóa: do có mặt chất điện ly trong khơng khí ẩm, dưới đất … -> tạo thành pin tế vi, tạo thành dòng điện 2 cơ chế ăn mòn có thể xảy ra đồng thời, phần lớn kim loại bị hư hại do ăn mòn điện hóa Trong mơi trường ẩm có oxy hòa tan: Anod: Fe(r) -2 e = Fe (dd) Catod: O2 (k) + 4H (dd) + 4e = 2H 2O(l) - + 2+ - 2Fe(r) + O2 (g) + 4H + (dd) = 2Fe2+ (dd) + 2H 2 O(l) E > 0 (E = 0,8 ÷ 1.2 V) q trình. .. Zn2+ sẽ phóng điện trước Q thế có lợi + η H2 = −1,0V III ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN PHÂN Điều chế các hóa chất cơ bản: NaOH, … Tinh chế kim loại Sản xuất Nhơm IV ĂN MỊN KIM LOẠI BẢO VỆ KIM LOẠI KHỎI ĂN MỊN Ăn mòn kim loại là hiện tượng kim loại bị mơi trường oxy hóa 2 cơ chế ăn mòn Ăn mòn hóa học: do các chất khí khơ (O2, SO2, H2S …) ở T cao (hay P cao), hay chất lỏng khơng điện ly (xăng, nhựa …) -> ăn mòn theo... của q thế Điện phân nước: Khơng có q thế: Có q thế: E = 1,23 V E = 1,7 V Điện năng tiêu hao tăng lên khoảng 40% Q thế khơng có lợi Mạ điện: Mạ kẽm: Zn2+ + 2e -> Zn Điện phân dd có Zn2+ và H+ với: aZn2+ = 1, aH + = 1 0 ϕ Zn 2+ / Zn 0 = −0,763V , ϕ H + / H = 0V 2 Khơng có q thế: tại catod H+ phóng điện trước khơng mạ được kẽm η H = 1,0V khi i = 0,1 A/cm 2 Có q thế: 2 thì tại catod, H+ chỉ phóng điện khi... Oxy hóa chống gỉ: thụ động hóa các ngun tử bề mặt nhờ q trình oxy hóa: 2Fe(r) + 2Na2CrO4(l) + 2H2O(l) > Fe2O3(r) + Cr2O3(r) + 4NaOH(l) Kim loại khác: Thiếc, Kẽm (bị ăn mòn thay cho Fe) Xử lý mơi trường ăn mòn: Giảm chất khử cực (O2 hòa tan trong nước) trong mơi trường : đun nước nóng, thổi khí trơ, thêm chất khử (Na2SO3), cho nước chảy qua phoi thép Thêm chất ức chế làm giảm tốc độ ăn mòn bằng cách... thổi khí trơ, thêm chất khử (Na2SO3), cho nước chảy qua phoi thép Thêm chất ức chế làm giảm tốc độ ăn mòn bằng cách làm giảm tốc độ q trình anod hoặc catod Bảo vệ Catod Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại khác dễ bị oxy hóa hơn: Mg Mg thành anod Fe thành catod Dùng dòng điện ngồi: nối cực (–) với kim loại cần bảo vệ, cực (+) nối với vật khác cung cấp electron cho chất khử cực . dòng điệnsẽ phụ thuộcthời gian > Động hóa các quá trình điệncực xem xét các quá trình phụ thuộcvàocường độ dòng điện (quá trình không cân bằng diễnratrên điệncựctheothời gian) I. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN. TRèNH ẹIEN HOA  Quá trình điệncực cân bằng: nghiên cứu ở đk không có dòng điện đi qua mạch, ở trạng thái cân bằng.  Quá trình có dòng điện đi qua mạch là quá trình không cân bằng: các hiệntượng. ĐIỆN PHÂN I. HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN Nhờ dòng điện > tạo ra phản ứng hóa học Sn 2+ (dd) + 2 Cl - (dd) > Sn(r) + Cl 2 (k) 1. Điện phân: Điệnnăng > Hóa năng  Điệnphânlàqtrìnhxảyraphản ứng (khơng