Đang tải... (xem toàn văn)
loaïi ù chấp nhận bằng suất điện động của pin tạo bởi điện cực hiđrô chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo.. Cách xác định :.[r]
(1)(2)I.Khái niệm cặp oxi hóa khử kim loại
-Mỗi dạng oxi hóa dạng khử nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa khử
-Kí hiệu : Dạng oxi hóa/ Dạng khử ; M n+ / M
Cu 2+ + 2e
Cu
Fe 2+ + 2e
Fe
M n+ + ne
(3)II PIN ĐIỆN HỐ
1.THÍ NGHIỆM: thiết bị hình vẽ
(ống thủy tinh chữ U đựng dd NH4NO3)
Cầu muối
NO3- K+
0,00V
S đồ pin i n hoùa Zn-Cuđ ệ
e →
1,10V
dd CuSO4
Zn
dd ZnSO
-+
Cu
(4)Hiện tượng :
-Kim vôn kế lệch , số vôn kế 1,1 v
-Lá Zn bị ăn mòn
-Cu tạo thành bám bề mặt đồng
2.Cơ chế phát sinh dịng điện pin điện hóa-Điện cực Zn : ( Sự oxi hóa ) ( Cực âm )
-Điện cực Cu :(Sự khử ion Cu 2+ ) ( Cực
dương)Cu 2+ + 2e Cu
Zn Zn 2+ + 2e
-Các electron theo dây dẫn di chuyển từ Zn qua Cu
(5)II PIN ĐIỆN HOÁ
PT ION RÚT GỌN
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
NHẬN XÉT
Phản ứng oxi hóa-
(6)3.Khái niệm pin điện hóa , suất điện động , điện cực
-Suất điện động : hiệu điện lớn hai điện cực ( E pin)
-Thế điện cực : điện cực xuất gọi điện cực
E (pin ) = E (+) - E (-)
+ Cực dương ( catot) : E(+) ( Sự khử ) +Cực âm ( anot) : E(-) (Sự oxi hóa )
(7)*Nhận xét :- E(pin) số dương
- E(pin) phụ thuộc vào bản chất kim loại làm điện cực, nồng độ dung dịch nhiệt độ
Suất điện động chuẩn : E0 (pin) = E 0(+)
(8)Cu2+
(9)Cu2+
(10)Cu2+
(11)ĐIỆN CỰC
CÂN BẰNG dd
NGUYÊN NHÂN SỰ DI CHUYỂN e
QÚA TRÌNH OXI HĨA KHỬ TRÊN BỀ MẶT ĐIỆN CỰC
SỰ THAY ĐỔI TRONG DD
CỰC ÂM
Điện cực kẽm (Zn dd ZnSO4 )
CỰC DƯƠNG
Điện cực đồng
(Cu dd CuSO4 )
Zn ⇄ Zn2+ + 2e Cu ⇄ Cu2+ + 2e
Khi nối hai điện cực với dây dẫn điện , có chênh lệch điện thế, e di chuyển từ Zn sang Cu tạo nên dòng điện
Zn → Zn2+ + 2e
Ion phân tán vào dd, electron lại kim loại làm kim loại tích
điện âm aâm
Cu2+ + 2e → Cu
Ion lấy electron ,
kim loại tích điện dương dương
- Zn bị oxi hóa tan dần (ĐIỆN CỰC TAN) thành Zn2+ vào dd , nồng độ Zn2+ tăng
-Ion NO3- từ cầu muối di chuyển vào dd ZnSO4 làm dd muối ln trung hịa điện
-Ion Cu2+ bị khử thành Cu bám đồng, nồng độ Cu2+ giảm -Ion K+ từ cầu muối di chuyển vào dd CuSO4 làm dd muối ln trung hịa
điện (anod :
điện cực xảy oxi hóa) (điện cực xảy (catod: khö)
Cầu muối
NO3- K+
0,00V
e →
1,10V
dd CuSO
(12)(13)III THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
1.ĐIỆN CỰC: Khi nhúng kim loại M vào
dd muối ta có điện cực
- Điện cực chuẩn: điện cực với nồng độ ion Mn+
1M 250C
- Điện cực âm: điện cực kim loại dễ nhường electron h n
- Điện cực dương : điện cực kim loại khĩ
nhường electron h nơ
2.ĐIỆN CỰC HIDRO CHUẨN: Gồm
platin phủ muội (bột mịn) platin, nhúng dung dịch có nồng độ ion H+ 1M,
(14)*V y ậ điện cực hiđrô chu n ẩ là cặp oxi hóa – kh ử 2H+/H
2 : 2H+ + 2e ⇄ H2
Qui c : E ướ 2H+/H
(15)3 THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI :
Định nghĩa: thế điện cực chuẩn kim
loại ù chấp nhận suất điện động pin tạo bởi điện cực hiđrơ chuẩn điện cực chuẩn kim loại cần đo
Cách xác định:
- Lập pin điện hoá gồm: -điện cực chuẩn
kim loại
-điện cực hiđrô chuẩn nối với qua
vôn kế
-Hiệu điện đọc vôn kế
(16)TD pin hiđrô – đồng
TD pin hiđrô – đồng
Cực (-) H2 → 2H+ + 2e
Cực (+) Cu2+ + 2e → Cu
hiệu điện vôn kế 0, 34V → EO (Cu2+/Cu) = + 0,34 (V)
PU oxi hóa – khử pin
(17)TD pin kẽm - hiđrô
hiệu điện vôn kế 0,76V
Cực (-)
Cực (+)
PU oxi hóa – khử pin
Zn → Zn2+ + 2e → EO (Zn2+/Zn) = -0,76 (V)
2H+ + 2e → H2
(18)3 THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI :
Qui ước:
- Thế điện cực chuẩn kim loại có giá trị âm điện cực kim loại cực âm pin : tính khử kim loại mạnh H2
TD EO (Zn2+/Zn) = - 0,76 (V)
- Thế điện cực chuẩn kim loại có giá trị dương điện cực kim loại cực dương pin : tính khử kim loại yếu hơn H2
(19)(20)IV.DÃY ĐIỆN HĨA CHUẨN CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI
là dãy xếp cặp chất oxi hóa kh kim loại ử theo chiều th i n c c chu n ế đ ệ ự ẩ
c p ặ oxi hóa-khử t ng d n.ă ầ
Li+ K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ag Hg Pt Au
-3,04 -2,92 -2,9 - 2,84 -2,71 -2,35 -1,66 -1,19 -0,76 -0,74 -0,44 -0,26 -0,14 –0,13 0,00 +0,34 +0,77 +0,80 +0,85 +1,2 +1,5
(Li Khi Ba Cậu Nào May Áo May Zo Chàng Fái Nàng
Sang Phố Hỏi Cu A Hàng Phi Âu )
*Là dãy xếp cặp oxi hóa khử theo chiều giảm
(21)V Ý NGHĨA DÃY ĐIỆN HOÁ CHUẨN kim loại
1. So sánh tính oxi hố khử: thế điện cực
lớn tính oxi hố chất oxi hố (ion kim loại) mạnh, tính khử chất khử (kim loại) yếu
Li+ K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ag Hg Pt Au
(22)2 Xác định chiều phản ứng oxi hoá khử
* Qui tắc anpha ()
V Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN
Chất oxi hoá mạnh
Chất oxi hoá yếu
Chất khử mạnh
Chất khử yếu
(23)VD: Hãy cho biết chiều phản ứng hoá học xảy cặp oxi hố khử Giải thích viết phương trình hố học.
2+ +
Cu Ag
Cu Ag
2Ag+ + Cu 2Ag + Cu2+
(24)Ví dụ: Cho 5,6 g Fe vào dd Chứa 0,28 mol AgNO3 Tính số mol kim loại ion kim loại sau phản ứng ?
Giải : Fe + 2Ag+ Fe2+ +2Ag (1)
0.1mol 0,2 mol 0,1 0,2 mol
Sau (1) n Ag+ dư = 0,28- 0,2 =0,08 mol Xảy
pứng : Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag (2)
0,08 0,08mol 0,08 0,08 mol
Vậy sau pứng thu nAg=0,2+0,08=0,28 mol
(25)3 Xác định suất điện động chuẩn pin điện hóa
Áp dụng : E0 pin = E0(+) – E0 (-)
ví dụ1: Tính suất điện động chuẩn pin
Zn-Cu biết E0 (Zn2+/Zn )=-0,76 v ,
E0 (Cu2+/Cu )=0,34 v
E0 pin = E0(+) – E0 (-) = 0,34 – (-0,76) = 1,1 V
ví dụ2: Tính suất điện động chuẩn pin
Zn-Sn biết E0 (Zn2+/Zn )=-0,76 v ,
E0 (Sn2+/Sn )=-0,14 v
(26)4 Xác định điện cực chuẩn cặp OXHK
Áp dụng : E0 pin = E0(+) – E0 (-) Khi biết E0 pin
và E0(+) E0 (-) tính E0 cịn lại
ví dụ1: Xác định điện cực chuẩn cặp OXHK E0
(pb2+/Pb ) biết E0 (Zn2+/Zn )=-0,76 v ,
E0 pin(Zn-Pb) = 0,63 V
Ta có : E0 (pb2+/Pb )= 0,63 + (-0,76) =-0,13 V
Ví dụ : Tính E0 (Cu2+/Cu )
biết E0 pin(Ni-Cu) =0,6V E0 (Ni2+/Ni ) =-0,26V
(27)Lưu ý :
*Suất điện động chuẩn pin điện hoá
luôn số dương.
Khi ghép pin điện hóa cực âm(kloại mạnh
hơn)ln bên trái, cịn cực dương (k loại yếu bên phải Trừ điện cực chuẩn hiđro dù âm hay dương đặt bên trái
Trong pin điện hóa anot cực âm cịn
(28)