BÀI BÁO CÁO THẢO LUẬN-CHƯƠNG 11-ĐIỆN HÓA HỌC

Chương 11ĐIÊN HÓA HỌC... khi cho dòng điệm một chiều đi qua dung dịch điện phân... khi cho dòng điệm một chiều đi qua dung dịch điện phân... Thế phân huỷ & Qúa thế... Định luật Faraday

Chương 11

ĐIÊN HÓA HỌC

10.1.Pin điện hóa 1.Phản ứng oxy hóa-khử

2 e chuyển từ chất khử (Zn) sang chất oxy

hóa (Cu2+) & tỏa ra năng lượng nhiệt

Cu

Zn  2   2  

e

10.1.Pin điện hóa

2.Nguyên tắc biến hóa năng thành

điện năng

Thực hiện riêng biệt :

p/u oxy hóa:

p/u oxy khử:

Dùng dây dẫn điện nối Zn-Cu:

“e” chuyển từ Zn sang Cu 

Cu e

2

2

10.1.Pin điện hóa

3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)

10.1.Pin điện hóa

3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)

 Hoạt động của pin

-Trên cực Zn ( P/u oxy hoá) :

- Trên cực Cu (P/u khử ):

P/u tổng : oxy hoá –khử

 Chuyển dời electron : từ anot (Zn)  catot (Cu)

Sinh ra dòng điện : từ catot (Cực “+”)  anot (Cực “-”)

Cu   

2

2

Cu Zn

Cu

Zn  2   2  

10.1.Pin điện hóa

Slide

7 of

10.1.Pin điện hóa

3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)

 Sức điện động của pin điện hóa

 Công hữu ích

Cu

G nFE

Cu

Cu 2  2  (  0 , 34 )  (  0 76 )  1 1

J nFE

G     2  96500  1 , 1   212300



10.1.Pin điện hóa 3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa)

 Ký hiệu pin điện hóa

ZnNO 3

Zn CuNO 3 Cu

11.2.Các loại điện cực

1.Điện cực kim loại

2.Điện cực oxy hóa-khử

3.Điện cực hydro chuẩn

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide

10 of

48

ne M

Me R  e ndd 

)()

F e 3   e 2  



 2 3

/ Fe Fe

11.3.Thế điện cực chuẩn

2.Đo thế điện cực chuẩn

 Thiết lập pin : đcực cần đo-đ.cực hydro chuẩn

 Sức điện động của pin

Ví dụ 1 :

Slide

15 of

o Me

n Me

o Me

n Me

o H

H o

2 /

    

o o

E   (  )   (  )

0

2 /

o Cu Cu

11.3.Thế điện cực chuẩn

2.Đo thế điện cực chuẩn

Ví dụ 2 :

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide

16 of

48

o Me

n Me

o Me

n Me

o H

H o

2 /

    

o Zn

o Zn

o H

HUI© 2006 General Chemistry:

11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử

K RT

G

G T   T o  ln



] [

]

[ ln

0

Ox

Kh RT

nF

nF   

] [

]

[ ln

0

Kh

Ox nF

RT



 



11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử

 P/u oxy hoá-khử :

 p/u oxy hoá

Ox II  

ne Ox

Kh I  I 

II I

(   

E  G T   nF   2   1 

11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử

 Chiều p/u oxy hoá-khử :

P/u Ox-Kh xảy ra theo chiều dạng [Ox] của cặp

Ox-Kh có thế điện cực lớn sẽ oxy hoá dạng [Kh]

của cặp Ox-Kh có thế điện cực nhỏ hơn

11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa-khử

 Hằng số cân bằng của p/u oxy hóa-khử

K RT

RT

nE 0  2 . 3 lg  0 059 lg

059 0

0

khi cho dòng điệm

một chiều đi qua

dung dịch điện phân

khi cho dòng điệm

một chiều đi qua

dung dịch điện phân

11.5.1.Khái niêm

 Sự khác biệt

 Pin điện cực Điện phân

Catot (cực dương):nhận “e” Catot (cực âm):nhận “e”

11.5.2.Điện phân trong d.dịch nước

Quá trình anot : p/u oxy hoá

 Anion không chứa oxy : I - , Br - , Cl - , F -

Nhóm hyroxin : OH -

Anion chứa oxy : MnO 4 - , SO 4 2- …

 Điều kiện p/u :

S 2 2 01

4/282

H 0 40/

2





2

2

2 4

4 OH  e  H O  O

V

o O H

O 1 23

2/

Cl 1 36

/2

F 2 87

/2



Cặp ox/kh có sẽ oxy hóa trước

Anot

Quá trình anot : p/u oxy hoá

 Anot trơ

 P/u trước tiên

Anion không chứa oxy (trừ F-)

 P/u tiếp theo OH -   O 2

4OH - - 4e  2H 2 O + O 2 (môi trường kiềm)

Quá trình anot : p/u oxy hoá

 Anot hoà tan

  anion >  Me : Hòa tan Me - ne  Me +n

  anion <  Me : Anion sẽ oxy hoá trước

Quá trình catot : p/u khử

Me n   

] [

] [

ln

/

Me nF

o Me n Me Me

n Me

]

[ ln 2

2

2

2 /

H H

H F

RT 

 



pH H

H F

, 8 3 , 2 ]

ln[

2

22





Quá trình catot : p/u khử

 Môi trường trung tính





v

Me n





v

Me n

Me 0 41

/  





Thế phân hủy & Qúa thế

 yếu tố ảnh hưởng đến sự điện phân

đc

E    

) ( )

( dd IR dd

E 

)

( sp E

Thế phân huỷ & Qúa thế

( )

Định luật Faraday

 Định luật I

Lượng chất được tạo thành hay hoà tan ở điện cực tỷ lệ thuận với lượng điện đi qua dung dịch điện phân

Định luật Faraday

 Định luật II

Để làm thoát ra một đương lượng gam của bất

kỳ chất nào cũng cần tiêu tốn một điện lượng

là 96.500 culong

A-Nguyên tử gam, g

n-Số “e” trao đổi trên điện cực

 Biểu thức chung của 2 định luật

nF A

k 

11.5.3.Điện phân muối nóng chảy

Dung dịch : muối nóng chảy

11.5.3.Điện phân muối nóng chảy

Dung dịch: muối nóng chảy

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide

40 of

48

Ứng dụng Pin

Slide

41 of

Acqui

Ứng dụng

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide

43 of

Mạ điện

Ứng dụng