bài giảng điện tử điện hóa

Điện cực kim loại là điện cực được tạo ra bằng cách nhúng một miếng kim loại vào dung dịch có chứa ion của kim loại đó ví dụ kẽm nhúng trong dung dịch sulfat kẽm ký hiệu Zn ZnSO4 , đồng nhúng trung dung dịch sulfat đồng ký hiệu Cu Cu2+ ký hiệu M M Z+

Điện hóa học Đối tượng nghiên cứu Phản ứng oxy hóa khử Cân phản ứng oxy hóa –Khử Thế điện cực Nguyên tố Gavanic Sự điện phân Định luật Faraday Slide of 48 General Chemistry: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Slide of 48 General Chemistry: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Slide of 48 General Chemistry: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Slide of 48 General Chemistry: Phản ứng oxy hóa – khử Phản ứng oxy hóa – khử Số oxy hóa PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ELECTRON Q trình nhường e = oxy hóa Slide of 48 Quá trịnh nhận e = Sự khử General Chemistry: 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 TRAO ĐỔI ELECTRON Một số thuật ngữ thơng dụng: • Sự oxy hóa – nhường electron tăng số •oxy Sự hóa khử – nhận electron giảm số oxy hóa • Chất oxy hóa – nhận electron • Chất khử – nhường electron •Cặp oxi hóa-khử liên hợp Slide of 48 General Chemistry: Phản ứng oxy hóa – khử Phản ứng oxy hóa – khử Slide of 48 General Chemistry: Cân phản ứng Cu (s) + Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + Ag (s) Bước 1: Xác định bán phản ứng oxi hóa khử: OX: Cu → Cu2+ + 2eRED: Ag+ + e- → Ag Bước 2:Cân bán phương trình Bước 3: Cu → Cu2+ + 2e2 Ag+ + e- → Ag Bước 4:Cu (s) + Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2Ag (s) Slide of 48 General Chemistry: Cân phản ứng Fe+2 + MnO4- Fe+3 + Mn+2 MnO4- + H+ + e-  Mn+2 + 4H2O 5Fe+2 Slide of 48 Fe+2  Fe+3 + e5(Fe+2  Fe+3 + e-) -+ MnO4- + 8H+  5Fe+3 + Mn+2 + 4H2O General Chemistry: Điện cực - Điện cực kim lọai – ion kim lọai (điện cực tan) - Điện cực khí – ion - Điện cực kim lọai – anion muối không tan - Điện cực trơ Slide 10 of 48 General Chemistry: Ví dụ pin điện Au Ag Nếu ½ lượng Au3+ phản ứng tính Ecell ? Ecell Ecell Ecell + 0591 [Ag ] =E − lg 3+ n [Au ] + 0591 [Ag ] =E − lg n [Au 3+ ] 0.0591 [ 0.25 ] = +0.70V − lg [ 0.05 ] Ecell = +0.69V Slide 29 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng Pin Acqui Sự điện phân Slide 30 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng Pin Slide 31 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng • Pin điện – Pin kiềm – Pin chì – Pin niken – Pin nhiên liệu Slide 32 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng Pin kiềm Bán phản ứng anode: Zn(s) + 2OH-(aq) > ZnO(s) + H2O(l) + 2ecathode: 2MnO2(s) + H2O(l) + 2e- > Mn2O3(s) + 2OH-(aq) Tổng quát: Zn(s) + 2MnO2(s) > Mn2O3(s) + ZnO(s) Ecell = 1.54 V Slide 34 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng Acqui Slide 35 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng Acqui Acqui chì gồm hai chì khoét nhiều lỗ chứa PbO nhúng dung dịch H2SO4 nồng độ 25% – 30% , lúc xảy phản ứng: PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O Khi nạp điện (sạc): Cực (+) : PbSO4 - 2e- + 2H2O = PbO2 + SO42- + 4H+ Cực (-) : PbSO4 + 2e= Pb + SO42Như acqui xảy phản ứng: 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4 PbSO4 cực âm biến thành chì hoạt động, cực dương biến thành PbO2 Slide 36 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thông dụng Khi acqui hoạt động xảy trình phóng điện: Cực (-) : Pb - 2e- + SO42- → PbSO4 Cực (+) : PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- → PbSO4 + 2H2O Như acqui xảy phản ứng: Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O Slide 37 of 48 General Chemistry: Một số nguồn điện hóa thơng dụng Pin nhiên liệu Bán phản ứng anode: 2H2(g) + 4OH-(aq) > 4H2O(l) + 4ecathode: O2(g) + 2H2O(l) + 4e- > 4OH-(aq) Tổng quát: 2H2(g) + O2(g) > 2H2O(l) Slide 39 of 48 General Chemistry: Hiện tượng ăn mòn Slide 40 of 48 General Chemistry: Hiện tượng ăn mòn Bán phản ứng anode: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2ecathode: O2(g) + 4H+(aq) + 4e- → 2H2O(l) Tổng: 2Fe(s) + O2(g) + 4H+(aq) → 2Fe2+(aq) + 2H2O(l) Ecell > (Ecell = 0.8 to 1.2 V), trình tự xẩy Quá trình tạo dỉ 4Fe2+(aq) + O2(g) + 4H+(aq) → 4Fe3+(aq) + 2H2O(l) 2Fe3+(aq) + 4H2O(l) → Fe2O3•H2O(s) + 6H+(aq) Slide 41 of 48 General Chemistry: Sự điện phân định luật faraday 6.1 Sự điện phân Slide 42 of 48 General Chemistry: Sự điện phân định luật faraday 1.10 e e- - Zn 1.0 M Zn+2 Anode 1.0 M Cu+2 Cathode General Chemistry: Cu Q = It e - Pin e- >1.10V Zn 1.0 M Zn+2 Cathode Cu 1.0 M Cu+2 Anode General Chemistry: Sự điện phân định luật faraday • Định luật faraday m= AIt/nF (khối lượng điện phân thu được) – I : cường độ dòng điện – t thời gian điện phân (s) – A; Khối lượng mol – F số faraday Slide 45 of 48 General Chemistry: ... Chemistry: Thế điện cực điện cực tiêu chuẩn Sức điện động pin điện Sức điện động pin hiệu điện hai điện cực E= ε+ - εứng với nửa phản ứng oxi hóa khử , điện cực có điện xác định gọi điện cực Thế điện cực... Chemistry: Điện cực - Điện cực kim lọai – ion kim lọai (điện cực tan) - Điện cực khí – ion - Điện cực kim lọai – anion muối không tan - Điện cực trơ Slide 10 of 48 General Chemistry: Điện cực kim... Thế điện cực tiểu chuẩn cặp oxy hoá -khử sức điện động pin tạo điện cực chuẩn cặp oxy hố - khử với điện cực hidro chuẩn Slide 18 of 48 General Chemistry: Thế điện cực điện cực tiêu chuẩn Thế điện