III. Sự điện phân
4. Công thức Farađây
h kiềm tăng dần. ở anôt ion Cu2+ tan Trong dung dịch xảy ra phản ứng. Cu2+ + 2OH- -> Cu(OH Phương trình đ ân:
Cu + H2O ⎯⎯→dp Cu(OH)2 + H2
Bản thân KNO3 không bị biến đổi nhưn
Ứng dụng của điện phân dung dịch:
− Điều chế kim loại đứ − Tinh chế kim loại.
− Mạ và đúc kim loại bằng điện.
− Điều chế một số hoá chất thông dụng: H2, Cl2, O2,…, h − Tách riêng một số k F n F n m= A.Q = A.I.t
ro đó: g khi điện phân (gam)
ử chất đó. g).
ulông.mol-1)
T ng m là khối lượng chất được giải phón A là khối lượng mol của chất đó.
n là số e trao đổi khi tạo thành một nguyên tử hay phân t Q là điện lượng phóng qua bình điện phân (Culôn
F là hằng số Farađây (F = 96500 C l là cường độ dòng điện (Ampe) t là thời gian điện phân (giây)
Ví dụ: Tính khối lượng oxi được giải phóng ở anôt khi cho dòng điện 5 ampe qua bình điệ đựng dung dịch Na2SO4 trong 1 giờ 20 phút 25 giây.
A = 16 , n = 2 , t = 4825 giây , I = 5; n phân Giải: Áp dụng công thức Farađây: gam m 2 96500 4825 . 5 . 2 16 = =
Phần Hóa Học Đại Cương Chương 6 PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ 1. yên tố, người ta đư ết
(d àn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. tử bằng 0.
K ủa một số nguyên tố có trị số không đổi:
ua k loại bằng − 1) luôn bằng − 2.
g điện tích của ion. Ví dụ á của H là +1, của O là −2 của S là +6.
ấu của số oxi hoá đặt trước giá trị, còn dấu của ion đặt sau giá trị. a , ion Fe3+
2. Đ
yên tử hoặc ion chất tham gia phản ứng, do đó làm thay đổi số oxi hoá của chúng.
Ví dụ:
á).
−Quá trình kết hợp e vào chất oxi hoá được gọi là sự khử chất oxi hoá (quá trình khử) tách e khỏi chất khử được gọi là sự oxi hoá chất khử (quá trình oxi hóa):
3.
ải bằng tổng số e mà chất oxi
ho bảo toàn.
ơ đồ phản ứng, nếu chưa biết sản phẩm thì phải dựa vào điều kiện cho ở đề bài để su
á thay đổi. Đối với những nguyên
tố ng cần quan tâm.
e
hản ứng. 6) Cân bằng phần không tham gia quá trình oxi hoá - khử.
Số oxi hoá
Để thuận tiện khi xem xét phản ứng oxi hoá - khử và tính chất của các ngu a ra khái niệm số oxi hoá (còn gọi là mức oxi hoá hay điện tích hoá trị).
Số oxi hoá là điện tích quy ước mà nguyên tử có được nếu giả thuyết rằng cặp e liên k
o 2 nguyên tử góp chung) chuyển hoàn to
Số oxi hoá được tính theo quy tắc sau : − Trong đơn chất, số oxi hoá của các nguyên
Ví dụ: Trong Cl2, số oxi hoá của Cl bằng 0. − hi tham gia hợp chất, số oxi hoá c
+ Kim loại kiềm luôn bằng +1. + Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2.
+ Oxi (trừ trong peoxit bằng − 1) luôn bằng − 2. + Hiđro (trừ trong hiđr im
+ Al thường bằng +3.
− Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử trung hoà điện bằng 0. − Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằn
trong ion HSO4-, số oxi ho + 1 + 6 + (−2. 4) = − 1. Chú ý: D Ví dụ: 3 + Fe Số oxi hó ịnh nghĩa
− Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi e giữa các ngu của các 0 2 2 2 2 0 Cu Cl Zn Cl Cu Zn+ + → + +
−Chất nhường e gọi là chất khử (hay chất bị oxi ho Chất thu e gọi là chất oxi hoá (hay chất bị khử).
0 2 2e Cu Cu+ + → Quá trình Zn0 −2e→Zn+2
Cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá - khử
− Nguyên tắc khi cân bằng : Tổng số e mà chất khử cho ph á nhận và số nguyên tử của mỗi nguyên tố được
− Quá trình cân bằng tiến hành theo các bước:
1) Viết s y luận.
2) Xác định số oxi hoá của các nguyên tố có số oxi ho có số oxi hoá không thay đổi thì khô
3) Viết các quá trình cho - nhận 4) Cân bằng số e cho và nhận.
Phần Hóa Học Đại Cương
Ví dụ: Cho miếng Al vào dung dịch axit HNO3 loãng thấy bay ra chất khí không màu, không mùi, không cháy, nhẹ hơn không khí, viết phương trình phản ứng và cân bằng.
Giải: Theo đầu bài, khí bay ra là N2. Phương trình phản ứng (bước 1): Al + HNO3 -> Al(NO3)3 + N2 + H2O Bước 2, 3, 4: 10Al0 −3e→ Al+3 3 2 0 5 5 . 2 2+N+ e→N Bước 5:
10Al + 6HNO3 -> 10Al(NO3)3 + 3N2 + H2O
Bước 6: Ngoài 6 HNO3 tham gia quá trình oxi hoá - khử còn 3.10 = 30HNO3 tạo thành muối nitrat (10Al(NO3)3).
Vậy tổng số phân tử HNO3 là 36 và tạo thành 18H2O. Phương trình cuối cùng:
10Al + 36HNO3 -> 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O Dạng ion:
10Al + 36H+ + 36NO3- -> 10Al3+ + 30NO3- + 3N2 + 18H2O 10Al + 36H+ + 6NO3- -> 10Al3+ + 3N2 + 18H2O
Chú ý: Đối với những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tố ở nhiều số oxi hoá khác nhau, ta có thể viết gộp hoặc viết riêng từng phản ứng đối với từng sản phẩm, sau đó nhân các phản ứng riêng với hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu bài. Cuối cùng cộng gộp các phản ứng lại.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng:
Al + HNO3 -> NO + N2O + ... Biết tỷ lệ: nNO:nH2O =3:1 Giải
Các phản ứng riêng (đã cân bằng theo nguyên tắc trên): Al + 4HNO3 -> Al(NO3)3 + NO + 2H2O
8Al + 30HNO3 -> 8Al(NO3)3 + 3N2 + 15H2O
Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với 9 rồi cộng 2 phương trình lại: 17Al + 66HNO3 -> 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O