: Cƣờng độ điện trƣờng
Nguyên tắc
8.2.1. Hiện tượng điện phân
Điện phân là một quá trình trong đó có các phản
ứng hóa học xảy ra trên bề mặt điện cực dưới tác dụng của dòng điện một chiều đi qua dung dịch
điện ly hay chất điện ly nóng chảy.
BÌNH ĐiỆN PHÂN dd ZnCl2 Anod (+) Catod (-) Cl- Zn2+ Pt Dung dịch ZnCl2
8.2. Quá trình điện phân
Hai điện cực nhúng vào dung dịch điện ly và hai điện cực nối với nguồn điện một chiều bên ngoài.
Cực âm gọi là Catod (-): Dạng oxy hoá khử Zn2+ + 2e = Zn Quá trình khử. Cực dƣơng gọi là Anod (+): Dạng khử dạng oxy hóa 2Cl- = Cl2 + 2e
QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN
8.2. Quá trình điện phân
Quá trình khử dạng oxy hóa của cặp oxy hóa khử.
Khi có nhiều dạng oxy hóa thì sẽ khử dạng oxy hóa của cặp nào có khả năng oxy hóa mạnh nhất tức là có thế điện cực lớn nhất.
Dạng oxy hóa chính là cation KIM LOẠI hay HYDRO trong dung dịch ION NÀO PHÓNG ĐiỆN???
QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Tại cực âm (Catod)
8.2. Quá trình điện phân
8.2.1. Hiện tượng điện phân
Thế hydro: H2 = -0,059.pH Trung tính pH = 7 H2 = -0,059.7 = -0,41V Vì vậy: + Kim loại có > -0,41V sẽ phóng điện M+n + ne = M + Kim loại có < -0,41V thì H+/H2O phóng điện: 2H+ + 2e = H2 (pH < 7)
QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Tại cực âm (Catod)
8.2. Quá trình điện phân
8.2.1. Hiện tượng điện phân
Quá trình oxy hóa dạng khử của cặp oxy hóa khử, thƣờng là anion của AXÍT hay HYDROXÍT
Khi có nhiều dạng khử thì sẽ oxy hóa dạng khử của cặp nào có khả năng khử mạnh nhất tức là có thế điện cực nhỏ nhất.
QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Tại cực dƣơng (Anod)
8.2. Quá trình điện phân
8.2.1. Hiện tượng điện phân
ANOD trơ: thứ tự oxy hoá nhƣ sau:
anion không chứa oxy (I-, Cl-, S-2…) OH– anion chứa oxy 2OH- - 4e = O2 + 2H2O (pH > 7)
2H2O - 4e = O2 + 4H+ (pH <= 7) QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN
8.2. Quá trình điện phân
8.2.1. Hiện tượng điện phân
Nguyên tắc chung
ANOD tan: anion phóng điện hay anod tan tuz thế. + anod < oxh/khử anod sẽ tan
M - ne = M+n
+ anod > oxh/khử anion sẽ bị oxy hóa QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN
8.2. Quá trình điện phân
8.2.1. Hiện tượng điện phân
Nguyên tắc chung
Nhƣ
vậy
PIN: Hoá năng điện năng Bình điện phân: Điện năng hóa năng
Sự điện phân là quá trình ngƣợc với quá trình xảy ra trong pin
PIN
(-) Zn/Zn2+//2Cl-/Cl2,Pt (+)
ĐIỆN PHÂN
Dung dịch ZnCl2 – Điện cực Pt Cực âm Zn = Zn2+ + 2e
Quá trình oxy hóa
Catod Zn2+ + 2e = Zn Quá trình khử Cực dƣơng Cl2 + 2e = 2Cl-
Qúa trình khử
Anod 2Cl- = Cl2 + 2e Quá trình oxy hóa
8.2. Quá trình điện phân
PIN – ĐIỆN PHÂN Dòng điện (điện năng) Phản ứng hóa học (hoá năng) Điện phân Pin Vậy hiện tƣợng điện phân là hiện tƣợng các chất sẽ hình thành hay phân huỷ dƣới tác dụng của dòng điện.
Sự điện phân là quá trình ngƣợc với quá trình xảy ra trong pin
8.2. Quá trình điện phân
Điện phân nóng chảy
ĐIỆN PHÂN NaCl - Quá trình đơn giản hơn
- Na+ đi về catod nhận electron từ nguồn thành Na - Cl- đi về anod nhƣờng electron cho nguồn tạo Cl2. Catod (cực âm) Na+ + 1e = Na
Anod (cực dƣơng) 2Cl- - 2e = Cl2
8.2. Quá trình điện phân
Một số ví dụ về điện phân quá trình dung dịch
ĐIỆN PHÂN dd CuCl2 với anod trơ (Pt) - Catod xuất hiện kết tủa Cu vì thế 0,337V > -0,41V - Anod Cl- phóng điện cho khí Cl2 bay ra.
Catod (cực âm) Cu2+ + 2e = Cu Anod (cực dƣơng) 2Cl- - 2e = Cl2
8.2. Quá trình điện phân
Một số ví dụ về điện phân quá trình dung dịch
ĐIỆN PHÂN dd K2SO4 với anod trơ (Pt)
- Catod: K có thế -2,924V < -0,41V nên H+/H2O bị khử cho H2 bay ra và tạo OH- KOH
- Anod: OH-/H2O bị oxy hóa tạo oxy bay ra và H+ H2SO4 Catod (cực âm) 4H2O + 4e = 4OH-+ H2
Anod (cực dƣơng) 2H2O - 4e = 4H+ + O2
8.2. Quá trình điện phân
Một số ví dụ về điện phân quá trình dung dịch
ĐIỆN PHÂN dd NiSO4 với anod tan Niken (Ni)
- Catod: Ni có thế -0,25V > -0,41V nhƣng kém thua thế oxy hóa nƣớc nhiều 1,228V nên tạo tủa Ni
- Anod: điện cực Ni hòa tan tạo Ni2+
Catod (cực âm) Ni2+ + 2e = Ni Anod (cực dƣơng) Ni - 2e = Ni2+
8.2. Quá trình điện phân
Một số ví dụ về điện phân quá trình dung dịch
ĐIỆN PHÂN dd H2SO4 với anod trơ (Pt) - Catod: H+ bị khử tạo H2
- Anod: H2O bị oxy hóa cho Oxy bay ra và H+ tái sinh Catod (cực âm) 4H3O+ + 4e = 4H2O + 2H2 Anod (cực dƣơng) 6H2O - 4e = 4H3O+ + O2
Phản ứng tổng 2H2O = 2H2 + O2
8.2. Quá trình điện phân
Mô hình điện phân dung dịch H2SO4 với anod trơ (Pt)
8.2. Quá trình điện phân
8.2.1. Hiện tượng điện phân
VmA mA Pt Pt H2SO4 K B C A
8.2. Quá trình điện phân