(E° 1a giá trị của E khi bidu thie sau logarit bang 1;
‘Oo, VA dy, la haat dé cia dạng oxi hóa và dang khử của hệ liên hợp Nếu thay R, # bằng giá trị của chúng, đổi lagarit tự nhiên sang logarit thập phân thì phương, trinh Nernst 6 25°C có dạng:
0,059 og.
Bos Bo + log —2 * 19.2)
a #ịh |
Tvong trường hợp tổng quát, nếu một hệ oxi hóa — khử| liên hợp dược biểu diễn bằng phương trình:
0A + bBìị + cŨ + + nẻ — mM + nN 4. (c) thì phương trinh Nernst cd dang sau:
RT gã af, -
B= E+ log ^
ne ay ah
0,059 — gã of
hoặc E=E+ log (a 25°C) (9.3)
n any ah `
tiang đó (phương trình (€)), B là chất rán, hoạt độ của nó được coi bằng 1, nên không cổ mặt trong phương trinh Nernst
Sau đây là những thí dụ về một số hệ oxi hớa ~ khử liên hợp đối với một số hệ:
Felt +e === Fe*
bem = Est pet + SE 0,059 | Gre
Cuìt + 2¿ ———= Cu"‡
ơ...
Cu“ZCu 5 logag 2+
MnOÿ + 8H* + Se == Mn?+ + 4H,0 ,059 “MnO¿ af
5 ——_ =
Trong phương trình của hệ MaO, H*/Mn?? không có hoạt độ của nước vi nước là dung môi, hoạt dộ của nó là hằng số, nên được dưa vào đại lượng E°
Trong phương trình Nernat, đại lượng #° là hằng số và được gọi là thé oxi hớa`—~
khử Liêu chuẩn, #° chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ oxi bóa ~ khử liên hợp chứ không phụ thuậc vào hoạt độ của dạng oxi hóa và dạng khử của cặp. VÌ vậy, có thể dựa vào đại lượng thế oxi hđa — khử tiêu chuẩn E® của các cập để so sánh cường độ của chất oxi hda và chất khử của các cặp
Trong thực tế ta không thể xác định được giá trị tuyệt đối thế của một cặp oxi hóa
— khử liên hợp mà chỉ xác định được giá trị tương đối của nớ so với cập khác, VÌ vậy (tể so sánh thế của các cẹp oxi hứa — khử liên hợp với nhau thì cần phải xác định giá
B= Smog tmnt >
CO 80 HOA HOC PHAN TICH 155
trị tương đổi thể của các cặp đơ so với thế của một cập oxi hơa - khử liên hợp được quy ước dùng làm chuẩn có giả trị thế bằng không
Người ta quy ước thế oxi hứa — khử tiêu chuẩn của cập HH; bằng không, và do thé oxi hoa khử tiêu chuẩn của các cập khác người ta đã chế ra cực hiđdro tiêu chuẩn
Cực hidro tiêu chuẩn là hệ gồm có một bản Pt phú một lớp muội Pt tính khiết (để cơ thể hấp phụ lên lớp đó khí H; đến bão hòa) nhúng vào dung dich axit HƠI cđ hoạt độ ion H† = 1 bão hòa khí hidro và áp suất riêng phan của khí hidre là L aEm Trên hình 8.2 là một cực hiđro tiêu chuẩn thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm để xác định thế tiêu chuẩn của các cập oxi hơa khứ liên hợp ‘
Hình 9.3. Hệ điện hóa pom ewe Apt{Ag® vit Hỡnh 9.2. Cực hiọre tiếu chuần. cực hidro tiờu chuần.
Để xác định thế oxi hớứa — khử tiêu chuẩn của cặp Ag!/Ag?, người ta thiết lập một hệ điện hởa gồm cực hiđro tiờu chuẩn và cực bạc èọ một hệ điện cực bạc kim loại nhỳng vào dung dịch muối bạc có hoạt độ Gap = 1 mol! Nối hai cực bằng một cầu muối là dưng dịch aga-aga bão hòa chất điện lí là KNO; để dẫn điện (hình 9 3). Do thế hiệu của hai cực dé dude giá trị 0,799 V VÌ thế của cực hidro tiêu chuẩn bằng 0, nên thế của cực bạc là +0,789 V. Đấu "+" chỉ rằng thế của cập Ag*/Ag® lớn hơn thế của cập 2HH,, vì trong phan ting ion Ag* oxi hda H, theo phương trình:
9Ag! + Hạ — 2Áp? + 2H
Thế của cap Cd2+/Cd® = -0,403 V Dấu trừ chỉ thế của cập nãy thấp hơn thế của cực hiđro tiêu chuẩn, hay nơi cách khác trong thí nghiệm diện hớa (hình 9.4) electron di chuyển từ bên phía cực cadimi sang phia eve hidro tiga chuẩn, nghĩa lạ phản ứng xây
Ị |
| |
lấn “OCH ẤT GXI HÓA - KHƯ - PHAẢN ƯNG TRẠO DO! ELECTRON ta ah sau: ms, ằX
OH + Cd" = Cd** + Hy
Khí H;
By 60 am
Hỡnh ỉ4. Lệ điện húa ầm ewe hidro tee chuầẦu vũ cực củ??/can
9,3, Những yếu tổ ảnh hưởng đến thể oxi — khử. Thế oxi hóa khử tiêu chuẩn diều kiện
"Trong thực tế chất oxi hoa va chat khử của một cận liên hợn thường tham gia vào những phản ứng khác, như phản ứng axit - bazơ, phản ứng tạo phức, phản ứng kết tủa Đo đó, đổi với các chất oxi húa - khử tiêu chuẩn điều kiện để đặc trưng cho cường độ của chúng nằm trong những điều kiện cụ thể
9.31 ¿nh lưởng của độ dxit
Khi ion H* tham gia vào quá trình oxi hda ~ khử và qui ước thế oxi hóa = khứ tiêu chuẩn là thế xác định trong diều biện tỈ số hoạt độ dạng oxi hóa và dạng khử bằng 1, thì thể oxi hóa — khử tiêu chuẩn phụ thuộc vao pH cta dung dịch.
'Thế tiêu chuẩn E° ghi trong cdc tải liệu chuyên khảo thường là thể được xác định khi hoạt độ H* bằng 1 mol/ tức là khi pH = 0- Ti Ho dd cd thể suy ra thể tiêu chuẩn ở các pH khác, gọi là thể tiếu chuẩn diều kién E',,
Tí dụ. Tính thế oxi hóa — khử tiêu chuẩn diều kiện của cập AsOŸ /AsO{” trong môi trường hiđro cacbonat, nghĩa là trong dung dịch có pH = 8,0, biết thế tiêu chuẩn của cập đó #9 trong dung dịch có pH = 0 là +0,B7 Vv.
Déi với cập oxi hóa — khử này, có thể xây ra phan ting:
AsO}- + 2H* + 2e == AsO” + H,0
“Thế oxi hóa — khử của cặp tuân theo phương trình: