bài giảng hóa đại cương Chương 7 DIEN HOA

Chương IV: ĐIỆN HÓA I PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ II NGUYÊN TỐ GANVANIC VÀ SỨC ĐIỆN ĐỘNG III THẾ ĐIỆN CỰC TIÊU CHUẨN VÀ CHIỀU CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA - K HỬ I PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ Phản ứng oxy hóa - khử cặp oxy hóa - khử liên hợp Cân phản ứng oxy hóa - khử Phản ứng oxy hóa - khử cặp oxy hóa khử liên hợp +ne aOXH1 + bKh2 ⇌ cKh1 + dOXH2 -ne OXH1/Kh1, OXH2/Kh2 - cặp oxi hóa - khử liên hợp -nH+ aAx1 + bBaz2 ⇌ cBaz1 + dAx2 + nH+ Ax1/Baz1, Ax2/Baz2 – Cặp axit – baz liên hợp Cân phản ứng oxy hóa - khử  Nguyên tắc chung: phản ứng oxi hoá khử:     ∑e nhường = ∑e nhận Cân vật chất Cân điện tích Ví dụ: KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O ×2 ×5 MnO −4 + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H O NO −2 + H O − 2e → NO3− + 2H + 2MnO −4 + 5NO −2 + 6H + → 2Mn 2+ + NO3− + 3H O +2K+ + 5K+ + 3SO42SO42- +2SO42- + 5K+ + 2K+ + 2KMNO + 5KNO + 3H 2SO → 2MnSO + 5KNO3 + K 2SO + 3H 2O Cân phản ứng OXH - K Môi trường Lấy [O2-] từ MT Đẩy [O2-] MT Axit (H+, H2O) H2O → [O2-] + 2H+ [O2-] + 2H+ → H2O Trung tính(H2O) H2O → [O2-] + 2H+ [O2-] + H2O → 2OH- Baz (OH-, H2O) 2OH- → [O2-] + H2O [O2-] + H2O → 2OH- II NGUYÊN TỐ GANVANIC VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG Điện cực oxy hóa - khử Nguyên tố Ganvanic (pin điện hóa học) Quy ước dấu điện cực Suất điện động nguyên tố Ganvanic Điện cực oxy hóa - khử a Điện cực kim loại Zn Zn2+ b Điện cực kim loại phủ muối AgAgCl Cl- c Điện cực khí Pt H2 H+ d Điện cực oxy hóa - khử Pt  Fe2+, Fe3+ Zn | Zn2+ a Điện cực kim loại Zn dc − 2e dc → Zn 2+ dd Zn 2+ dd + 2e dc → Zn dc Nguyên tố Ganvanic (pin điện hóa học) Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 eMàng ngăn eZn2+aq e- Chất oxi hóa chất khử tiếp xúc trực tiếp với H+aq Chaá Chaát khử t oxh Cathode Anode Zn – 2e → Zn2+ 2H+ +2e → H2 Chất oxi hóa chất khử hai nơi khác e truyền trực tiếp từ chất khử sang chất oxi hóa e truyền qua dây dẫn Hóa → nhiệt Hóa → điện Quy ước dấu điện cực  Quy ước Châu Mỹ  Bán phản ứng khử  Thế khử  Đổi chiều bàn phản ứng → đổi dấu điện cực Suất điện động nguyên tố Ganvanic aKh1 + bOXH2  cOXH1 + dKh2 -∆G = A’ = nFE c d OXH Kh ∆G = ∆G + RT ln a b Kh1 OXH OXH1c Kh d2 − nFE = −RT ln K + RT ln Kh1a OXH b2 c RT RT OXH Kh E= ln K − ln a nF nF Kh1 OXH RT E = ln K nF ∆G0 = -nFE0 d b c RT OXH Kh E=E − ln a nF Kh1 OXH d b III THẾ ĐIỆN CỰC TIÊU CHUẨN VÀ CHIỀU CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ Thế điện cực tiêu chuẩn phương trình Nernst Chiều phản ứng oxy hóa - khử Thế điện cực tiêu chuẩn pt Nernst E = ϕ+ − ϕ− E = ϕ −ϕ 0 + c − d b RT OXH Kh E=E − ln a nF Kh1 OXH c RT OXH Kh ϕ+ − ϕ− = ϕ − ϕ − ln a nF Kh1 OXH + − d b  RT OXH 2c   RT OXH1b  ϕ + − ϕ − = ϕ + + ln − ϕ − + ln a  d  nF Kh2   nF Kh1   RT OXH ϕ=ϕ + ln nF Kh 0.059 OXH ϕ=ϕ + lg n Kh Chiều phản ứng oxy hóa - khử OXH1 + ne → Kh1 OXH2 + ne → Kh2 ϕ1 ϕ2 Kh1 + OXH2 OXH1 + Kh2 ∆G < ∆G = -nFE = -nF(ϕ2 - ϕ1) < ϕ2 - ϕ1 > ϕ2 > ϕ1 OXHϕ > + Khϕ < → Khϕ > + OXHϕ <