POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
TIẾT 34 Bài 20. DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
Ngày soạn : 16-11-2008 I. Mục tiêu
1. Kiến thức
Biết các khái niệm :
cặp oxi hóa khử, pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực
Cáu tạo của pin điện hóa, sự chuyển động của các phần tử khi pin điện hóa hoạt động Phản ứng xảy ra ở các điện cực
2.Kĩ năng
So sánh tính oxi hóa của các ion kim loại và tính khử của cac kim loại giữa các cặp oxi hóa khử
II. Chuẩn bị
III. Phương pháp dạy học
IV. Thiết kế các hoạt động dạy học
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1 :
Kiểm tra bài cũ Viết phương trình phản ứng giữa kim loại
với dd muối
Cho biết và trò của kim loại và của ion kim loại trong muối ?
HS lấy ví dụ
Hoạt động 2 :
I. Khái niệm về cặp oxi hóa khử của kim loại Viết quá trình nhận e của ion kim loại ?
Cho biết khái niệm về cặp OXH khử ?
Mn+ + ne M Dạng OHX Dạng KH
Dạng oxi hóa và dạng khử củ cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử.
Kí hiệu :Mn+ / M Hoạt động 3 :
II. Pin điện hóa
1. Khái niệm về pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực GV : hướng dẫn HS lắp thí nghiệm như
5.3 SGK. Cho biết đó là pin điện hóa Vậy pin điện hóa là gì ?
a. Thí nghiệm Quan sát
Sự xuất hiện dòng điện chứng tỏ điều gì ?
Nhận xét hiên tựong Kim vôn kế bị lệch
Màu xanh dd muối Cu bị nhạt Lá Zn bị ăn mòn
Chứng tỏ có dòng điện đi qua vôn kế Giải thích
cÇu muèi NH4NO3
Dung dịch ZnSO4 Dung dịch CuSO4
Lá Cu
Lá Zn NH4+ NO3
NH+4 NO3
sự di chuyển các ion trong cầu muối
Con số 1,1V trên vôn kế chứng tỏ điều gì ?
Do sự chênh lệch thế điện cực, trên mỗi điện cực đã có một thế điện cực nhất định Hai thế điện cực chênh lệch nhau : 1,1 V Đó chính là hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực. còn gọi là suất điện động của pin điện hóa : Epin
Epin= E(+) + E_(---)
Hoạt động 4 :
2. Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa Giải thích tại sao lá Zn bị ăn mòn.
Lúc này Zn đóng vai trò là cực gì ?
Tại điện cực Cu xảy ra quá trình gì ? tại sao dd muối Cu lại nhạt màu ?
Vai trò của cầu muối là gì ?
Vì Zn tan vào dd và để e lại trên bề mặt điện cưc
Zn Zn2+ + 2e
Zn dư e nên đóng vai trò là cực âm Các e theo dây dẫn sang điện cực Cu Trên điện cực Cu
Các ion Cu2+ di chuyển đến là Cu và nhận e
Cu2+ + 2e Cu
Nồng độ Cu2+ giảm nên màu bị nhạt Dẫn điện và trung hòa điện tích trong hai ống nghiệm
Khi pin hoạt động Cho biết chiều của dòng điện?
Cho biết vài trò của anot (_) và catot(+) Cho biết PTHH xảy ra trong pin điện hóa?
Năng lượng của phản ứng này sinh ra điện năng. Nên gọi là pin điện hóa
Ngựoc chiều chuyển đổng của e Anot: là nơi xảy ra sự oxh Catot : là nơi xảy ra sự khử Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu Họat động5:
Củng cố và bài tập Dùng các bài tập : 1, 2 SGK để củng cố 1A
2.C
TIẾT 34 : Bài 20. DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
Ngày soạn : 17-11-2008 I. Mục tiêu
1. Kiến thức
Thế điện cực chuẩn của kim loại
Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại và ý nghĩa của nó.
2. kĩ năng
so sánh tính oxi hóa của các ion kim loại, tính ckhử của các kim loại giữa các cặp oxi hóa khử
Xác định tên và dấu của các điện cực trong pin điện hóa, tính được suất điện động của pin điện hóa
Tính được thế điện cực chuẩn của một số cặp oxihóa khử trong pin điện hóa II. Chuẩn bị:
Sơ đồ của điện cực chuẩn hiđro
Thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/Zn và Ag+/ Ag Bảng dãy điện hóa của kim loại
III. Phương pháp dạy học Trực quan + nêu vấn đề
IV. Thiết kế các hoạt động dạy học.
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1:
Kiiểm tra bài cũ Mô tả pin điện hóa Fe- Cu
Cho biết các phản ứng xảy ra trên các điện cực?
HS lê bảng trình bày Hoạt động 2:
III. Thế điện cực chuẩn của kim loại Giáo viên đặt vấn đề:
Trong pin điện hóa chúng ta chỉ biết đựợc suất điện động của pin chứ không biết được thế điện cực của từng điện cực. để giải quyêt vấn đề này ngừoi ta đưa ra một điện cực chuẩn
Dựa vào hình 5.7 em hãy cho biết sơ đồ điện cực hiđro chuẩn?
Cho biết trên bề mặt điện cực hiđro xảy ra cân bằng nào?
Quy ước:
1. Điện cực hiđro chuẩn
H2 2H+ + 2e
E02H+
/H2= 0,00 V
Hoạt động 3:
Thế điện cực chuẩn của kim loại Vậy bằng cách nào ta có thể xác định đựoc
thế điện cực chuẩn của kim loại?
Yêu cầu HS cùng nghiên cứu hình 5.8 SGK : thí nghiệm xác định thế điẹn cực chuẩn của cặp Zn2+/ Zn.
Xác định điện cực nào đóng vai trò là anot, điện cực nào đóng vai trò là catot?
Các phản ứng xảy ra trên các điện cực?
Phản ứng xảy ra trong pin điện hóa?
VD2: Thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp: Ag+/ Ag?
Cho biết suất điện động của pin Ag- H2? Cho biết các phản ứng xảy ra trên các điẹn cực ?
Dùng một pin điện hóa trong đó gồm 1 điện cực hiđro chuẩn và 1 điện cực cần xác định
Lúc đó E0pin = thế điện cực của kim loại
Zn đóng vài trò là anot:
Zn Zn2+ + 2e Pt đóng vai trò là catot 2H+ + 2e H2
E0 pin = -0,76 V= thế điện cực của cặp Zn2+/ Zn.
Zn + 2H+ Zn2+ + H2
+ ở cực ⊝ (cực hiđro): H2 bị oxi hóa thành ion H+
H2(k) →2H+(dd) + 2e
+ ở cực ⊕ (cực Ag): Ion Ag+ bị khử thành kim loại Ag
Ag+(dd) + 1e →Ag(r)
Phản ứng hóa học trong pin điện hóa hiđro - bạc:
2Ag+(dd) + H2(k) → 2Ag(r) + 2H+(dd) - Vôn kế cho ta biết thế điện cực chuẩn của cặp Ag+/Ag là:
E0(Ag+/Ag) = + 0,80V
Qua hai thí nghiệm em nào cho cả lớp biết dấu của thế điện cực của các cặp oxi hóa khử?
Lưu ý thế điện cực chuẩn đựoc xác định trong dd 1M và ở nhiệt độ: 25 oC
Bằng cách xác định thế điện cực của các cặp khác rồi dựa vào giá trị thế điẹn cực ngừời ta sắp xếp thành dãy điện cực chuẩn của kim loại ( còn đựoc gọi là dãy điện hóa của kim loại)
Nếu Mn+/ M đứng trước 2H+/ H2 thì có giá trị âm
Nếu Mn+/ M đứng sau 2H+/ H2 thì có giá trị dương
Hoạt động 4: IV. Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại Vậy thế nào là Dãy thế điện cực chuẩn của
kim loại?
Giới thiệu dẫy thế điện cực chuẩn của kim loại?
Dãy điện hóa chuẩn của kim loại là dãy những cặp oxi hóa - khử của kim loại đợc sắp xếp theo chiều điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa - khử của kim loại tăng dần
Mg2+/Mg Al3+/Al Zn2+/Zn Fe2+/Fe Ni2+/Ni Sn2+/Sn Pb2+/Pb H+/H2
Cu2+/Cu Ag+/Ag Au3+/Au
E0 = -2,37 -1,66 -0,76 -0,44 -0,23 -0,14 -0,13 0,00 +0,34 +0,80 +1,50(V)
Hoạt động 5: ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn của kim loại Có mỗi liên quan gì giữa giá trị thế điện
cực chuanả của kim loại với tính khử của kim loại và tính oxi hóa của ion kim loại đó?
Em hãy cho biết phản ứng oxi hóa khử xảy ra theo chiều nào?
1. So sánh tính oxi hóa khử
E0 càng nhỏ thì tính khử của kimloại càng mạnh và tính õh của ion cnàg yếu Nên từ trái sang phải thì tính khử của kim loại giảm và tính oxh của ion tăng 2. Xác định chiều của phản ứng oxi hóa khử
Oxh mạnh + khử mạnh Oxh yếu + khử yếu
Chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa - khử đợc sơ đồ hóa bằng qui tắc anpha (α).
ThÝ dô:
Fe2+
Fe
Cu2+
Cu
Cu2+
Cu
Ag+ Ag BT: Viết pthh xảy ra giữa 2 cặp OXH khử sau: Fe2+/ Fe và Cu2+/ Cu Cho biết trong pin điện hóa.
Kim loại nào đóng vai trò là cực âm, kim loại 3. Xác định suất điện động của pin điện hóa
nào đóng vai trò là cực dương?
Áp dụng công thức nào để xác định suất điện động của pin?
BT: xác định sđđ của pin điện hóa:
Zn- Pb Mg- Fe Cu- Ag
HS trả lời
•Tính suất điện động chuẩn của pin điện hóa Cu - Ag:
( 2 )
0 0 0
Pin Ag Cu
E E Ag E Cu
+ +
= ÷− = +0,80V - (+0,34V) = 0,46V
•Tính suất điện động chuẩn của pin điện hóa Zn - Pb:
( 2 ) ( 2 )
0 0 0
pin Pb Zn
E E Pb E Zn
+ +
= −
= -1,13V - (-0,76V) = 0,63V
Thí dụ: Tính suất điện động chuẩn của pin điện hóa Cu - Ag:
- Nửa - pin xảy ra sự khử Ag+ thành Ag có thế khử chuẩn là + 0,80V.
- Nửa - pin xảy ra sự oxi hóa Cu thành Cu2+ có thế oxi hóa chuẩn là +0,34V.
Ta có: E0Pin = E0khử −E0oh = +0,80V - (+ 0,34V) = 0,46V
Hoạt động 4:
Củng cố Biết cách xác định catot và anot trong pin điện hóa Liên hệ giữa vị trí của cặp OXH và giá trị thế điện cực Viết PTHH xảy ra giữa các cặp OXH khử
Tính đứợc suất điện động của pịn BTVN: SGK