1/ Khỏi niệm về pin điện húa, suất điện động và thế điện cực
a) Thế điện cực.
Khi nhỳng một bản kim loại M vào dd muối của kim loại đú (Mn+) ta được một điện cực.
Nếu nồng độ của dd ion Mn+ là 1M ở 25oC thỡ ta cú điện cực chuẩn Eo với cặp oxi húa khử Mn+/ M:
* Nếu Mn+ dễ nhận electron: nú sẽ lấy e của bản kim loại M làm cho bản kim loại tớch điện dương và cú một điện thế dương so với dd
(thế điện cực > 0) Mn+ + n(e) → M
Thế điện cực càng dương, ion Mn+ cú tớnh oxi húa càng mạnh.
* Nếu M dễ nhường electron: M → Mn+ + n(e) ion Mn+ phõn tỏn vào dd, e ở lại trờn bản kim loại làm cho bản kim loại
(đĩ được lắp sẵn).
GV: cho HS xem Tn mụ phỏng.
HS: quan sỏt Tn và nờu cỏc hiện tượng. GV: em hĩy giải thớch nguyờn nhõn của
cỏc hiện tượng trờn. Cõu hỏi:
-Nguyờn nhõn phỏt sinh dũng điện trong mạch. (Nguyờn nhõn sự dịch chuyển e)? - Khi pin hoạt động cỏc quỏ trỡnh nào xảy ra trờn bề mặt cỏc điện cực?
- Trong quỏ trỡnh pin hoạt động nồng độ cỏc ion trong dd thay đổi như thế nào? - Làm thế nào để duy trỡ dũng điện trong quỏ trỡnh pin hoạt động? Cầu muối cú vai trũ như thế nào?
GV***2 nhiệm vụ chớnh của cầu muối:
- Nú làm kớn mạch điện bằng cỏch cho cỏc ion dịch chuyển từ ẵ pư này sang ẵ pư kia.
- Giữ cho dd muối luụn trung hũa về điện.
GV: nguyờn tử Zn nhường e, e di chuyển
sang cực Cu. Zn là cực õm (anod): xảy ra sự oxi húa kẽm
ở điện cực đồng cỏc ion Cu2+ nhận e, cực đồng là cực dương. Xảy ra sự khử ion Cu2+.
Dũng điện đi từ cực dương sang cực õm. Zn2+ Cu2+
Zn Cu
* pư Zn tỏc dụng trực tiếp với dd Cu2+, năng lượng pư giải phúng ra dưới dạng nhiệt làm núng dd. ở pin do pư oxi húa – khử xảy ra trờn bề mặt của cỏc điện cực, giải phúng năng lượng dưới dạng điện năng.
tớch điện õm và cú một điện thế õm so với dd (thế điện cực < 0)
Thế điện cực càng õm , kim loại M cú tớnh khử càng mạnh
b/ Thớ nghiệm( hỡnh vẽ)
- Nối 2 lỏ kim loại bằng một dõy dẫn điện. - Xuất hiện dũng điện một chiều đi từ Cu( điện cực + ) đến lỏ Zn ( điện cực -). Thiết bị này được gọi là pin điện húa. -Suất điện động của pin điện hoỏ U = 1,10V.
- Điện cực kẽm bị mũn dần
- Cú 1 lớp Cu bỏm lờn điện cực Cu. - màu xanh của dd CuSO4 nhạt dần *** Giải thớch
Khi nối hai điện cực với nhau bằng dõy dẫn điện , vỡ cú sự chờnh lệch điện thế, e di chuyển từ Zn sang Cu tạo nờn dũng điện
- Điện cực Zn cực (-) : sự oxi húa kẽm
Zn → Zn2+ + 2e
Ion phõn tỏn vào dd, electron ở lại trờn bản kim loại làm bản kim loại tớch điện õm và cú thế õm
- Điện cực Cu cực(+): sự khử ion Cu2+
Cu2+ + 2e → Cu
Ion lấy electron v ↓ , bản kim loại tớch điện dương và cú thế dương
Phản ứng xảy ra trong pin Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu *** Nhận xột :
- Trong qỳa trỡnh phúng điện, nồng độ Cu2+ trong dung dịch giảm dần, nồng độ Zn2+ tăng dần .- Phản ứng oxy húa- khử xảy ra trong pin điện húa đĩ sinh ra dũng điện một chiều. Đến một lỳc dũng e trong dõy dẫn khụng cũn, dũng điện tự ngắt. - Để duy trỡ dũng điện trong quỏ trỡnh hoạt động của pin điện húa, người ta dựng cầu muối.
Đi vào dd Di chuyển (mạch ngồi) sang cực Cu (cực +)
Tan dần
Trong dd Từ cực Zn
GV: Thế nào là suất điện động của pin? GV: Suất điện động của pin điện húa phụ
thuộc những yếu tố nào?
Hoạt động 3: thế điện cực chuẩn của kim
loại.
GV: Tại sao cần xỏc định thế điện cực
chuẩn của kim loại?
Thế điện cực là thước đo trực tiếp độ mạnh của cỏc chất oxi húa, khử.
Ta khụng thể đo được thế của một điện cực vỡ trong bất kỡ pin nào cũng xảy ra 2 pư ở 2 điện cực. Do đú chỉ đo được hiệu điện thế của 2 điện cực.
GV: Vậy làm thế nào để đo được thế của
Trong cầu muối : NH4+, Zn2+ di chuyển sang cốc đựng dd CuSO4; NO3−, SO42- di chuyển sang cốc đựng dd ZnSO4. Làm cho cỏc dung dịch muối luụn trung hũa điện. 2/ Kết luận
a/ Định nghĩa: Pin điện là một hệ gồm hai
điện cực ghộp lại với nhau
b/.Hoạt động của pin làm bằng điện cực
kim loại A-B (tớnh khử A > B) Phản ứng húa học xảy ra trong pin
Cực õm (anod): sự oxi hĩa A → An+ + ne
Cực dương (Catod): sự khử Bm+ + me → B
Ptpu trong pin mA + nBm+ → mAn+ + nB
Cú sự di chuyển electron từ điện cực kim loại A qua dõy dẫn đến điện cực kim loại B làm phỏt sinh dũng điện
c/ Suất điện động của pin (Hiệu thế):
- Hiệu điện thế lớn nhất giữa 2 điện cực (Epin) gọi là sức điện động của pin điện húa
Epin = E (+) - E (-) = E – E Suất điện động chuẩn của pin điện húa khi nồng độ của ion Mn+ là 1M ở 25oC thỡ ta cú suất điện động chuẩn
Eo pin
- Hai điện cực trong pin càng chờnh lệch về thế, pin cú Suất điện động càng lớn - Suất điện động E của pin điện húa luơn l số dương phụ thuộc vào :
* Bản chất cặp oxy húa – khử của kim loại.
* Nồng độ cỏc dung dịch nuối. * Nhiệt độ .