›
›

Bài giảng Hóa đại cương - Chương 13: Điện hóa học - Nguyễn Minh Kha

Download
Chương XIII  
ĐIỆN HÓA HỌC  
Giả
1
PHAÛN ÖÙNG OXY HOÙA – KHÖÛ VAØ DOØNG ÑIEÄN  
Phaûn öùng oxy hoùa – khöû (O – K)  
Phaûn öùng trong ñoù coù söï trao ñoåi electron  
giöõa caùc nguyeân töû cuûa nhöõng nguyeân toá  
tham gia phaûn öùng laøm thay ñoåi soá oxy hoùa  
caùc nguyeân toá.  
2
3
. Quaù trình cho electron goïi laø quaù trình oxy hoùa,  
chaát cho electron goïi laø chaát khöû (chaát bò oxy hoùa).  
. Ví duï:  
Zn – 2e Zn+2  
. Quaù trình nhaän electron goïi laø quaù trình khöû, chaát  
nhaän electron goïi laø chaát oxy hoùa.  
. Ví duï:  
Cu+2 + 2e Cu  
4
. Phản ứng tổng quaùt:  
Qt oxh:  
Qt khöû:  
KhI  
OxII  
OxI  
+ ne KhII  
+ OxII OxI  
+
+
ne  
Pt oxh – kh: KhI  
KhII  
. Caëp oxy hoùa – khöû: OxI/KhI , OxII/KhII  
. Ví duï:  
Qt oxh:  
Qt khöû:  
Zn  
Cu2+ + 2e Cu  
Zn2+  
+
+
2e  
Pt oxh – kh: Zn  
+ Cu→ Zn
Cu  
Pt phaân töû: Zn + CuSO4  
→ ZnSO4 + Cu  
Caëp oxy hoaù khöû:  
Zn2+/Zn; Cu2+/Cu  
5
Caân baèng phaûn öùng O – K  
. Nguyeân taéc 1:  
. Toång soá electron cho cuûa chaát khöû phaûi baèng  
toång soá electron chaát oxy hoùa nhaän vaøo.  
. Caùc böôùc tieán haønh caân baèng.  
. Böôùc 1: Xaùc ñònh söï thay ñoåi soá oxy hoùa cuûa caùc  
chaát.  
. Böôùc 2: Laäp phöông trình electron – ion, vôùi heä  
soá sao cho ñuùng qui taéc treân.  
. Böôùc 3: Thieát laäp phöông trình ion cuûa phaûn öùng.  
. Böôùc 4: Caân baèng theo heä soá tæ löôïng.  
6
. Ví duï:  
Al + CuSO4 Al2(SO4)3 + Cu  
Al - 3e  
Cu+2 + 2e  
+ 3Cu+2  
Al+3  
X2  
X3  
Cu  
2Al  
= 2Al+3  
+ 3Cu  
2Al + 3CuSO4 2Al2(SO4)3 + 3Cu  
7
. Nguyeân taéc 2 (moâi tröôøng acid)  
. Ñoái vôùi phaûn öùng O – K xaûy ra trong moâi tröôøng  
acid neáu daïng Ox cuûa chaát Ox coù chöùa nhieàu  
nguyeân töû Oxy hôn daïng khöû cuûa noù thì phaûi theâm  
H+ vaøo veá traùi (daïng Ox) vaø theâm nöôùc vaøo veá phaûi  
(daïng khöû).  
. Neáu daïng khöû cuûa chaát Kh chöùa ít nguyeân töû Oxy  
hôn daïng Ox cuûa noù thì theâm nöôùc vaøo veá traùi  
(daïng Kh) vaø H+ vaøo veá phaûi (daïng Ox).  
Thieáu O beân naøo, theâm H2O beân ñoù, beân kia theâm H+  
8
. Ví duï:  
KMnO4 KNO2 H2SO4 MnSO4 KNO3 K2SO4 H2O  
9
. Nguyeân taéc 3: (moâi tröôøng base)  
. Phaûn öùng O – K xaûy ra trong moâi tröôøng base, neáu  
daïng Ox cuûa chaát Ox chöùa nhieàu Oxy hôn daïng khöû  
thì phaûi theâm nöôùc vaøo veá traùi, OH- vaøo veá phaûi.  
. Neáu daïng Kh cuûa chaát Kh chöùa ít Oxy hôn daïng Ox  
cuûa noù thì phaûi theâm OH- vaøo veá traùi, nöôùc vaøo veá  
phaûi.  
Thieáu O beân naøo theâm OH- beân ñoù, beân kia laø H2O.  
10  
. Ví duï:  
KClO3 CrCl3 KOHK2CrO4 KClH2O  
11  
. Nguyeân taéc 4: (moâi tröôøng trung tính)  
. Phaûn öùng O-K trong moâi tröôøng trung tính. Neáu  
daïng Ox cuûa chaát Ox chöùa nhieàu nguyeân töû Oxy hôn  
daïng Kh cuûa noù thì phaûi theâm nöôùc vaøo veá traùi, OH-  
vaøo veá phaûi.  
. Neáu daïng Kh cuûa chaát Kh chöùa ít nguyeân töû Oxy  
hôn daïng Ox cuûa noù thì phaûi theâm nöôc vaøo veá traùi,  
H+ vaøo veá phaûi.  
Theâm nöôùc veá traùi, veá phaûi theâm: OH- neáu qt nhận  
electron, H+ neáu qt cho electron.  
12  
. Ví duï:  
KMnO4 KNO2 H2O MnO2 KNO3 KOH  
13  
Cách tiến hành phản ứng oxyhoá khử  
Trực tiếp - chất OXH tiếp xúc KH  
Hoá năng pư nhiệt năng  
Cu(s) + 2 Ag+(aq) ---> Cu 2+(aq) + 2Ag(s)  
e-  
Gián tiếp – chất OXH không  
Maøng ngaên  
e-  
tiếp xúc trực tiếp với chất  
KH  
e-  
Hóa năng pư điện năng  
Chaát  
oxh  
Chaát khöû  
Anode  
Cathode  
NGUYEÂN TOÁ GALVANIC VAØ ÑIEÄN CÖÏC  
. Nguyeân toá galvanic (1780):  
. Laø thieát bò chuyeån hoùa naêng  
sang ñieän naêng. Caáu taïo goàm hai  
thanh kim loaïi, nhuùng trong  
dung dòch muoái cuûa noù, noái vôùi  
nhau qua sôïi daây daãn kim loaïi.  
Luigi Galvani (Italia)  
. Hai thanh kim loaïi naøy moät  
thanh coù tnh khömanh hôn (ñeå  
cho e) moät thanh coù tính khöû  
yeáu hôn (ñeå ion cuûa noù nhaän e).  
15  
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG NGUYÊN TỐ GANVANIC  
Mật độ e  
trên thanh  
Zn nhiều  
hơn thanh  
đồng  
0(Zn2+/Zn) < 0(Cu2+/Cu)  
e Zn sang Cu  
2
SO4  
Zn2+  
-
Zn2+ (dd) +2e Zn  
2+  
Cu (dd) +2e Cu  
Zn + Cu2+ (dd) = Zn2+ (dd) + Cu  
16  
KÝ HIỆU NGUYÊN TỐ GANVANIC  
(-) Điện cực(1)|dd(1)||dd(2)|Điện cực(2) (+)  
Zn -2e Zn2+(dd)  
Cu2+(dd) +2e  
Cu  
Quá trình khử  
Quá trình  
oxyhoá  
Catod(+)  
Anod (-)  
(-) Zn | Zn2+ (dd) || Cu2+(dd) | Cu (+)  
n
n
(-) M1| M1 +(dd)|| M2 +(dd)| M2 (+)  
<   
17  
-
+
CÁC LOẠI ĐIỆN CỰC  
a. Điện cực kim loại.  
Zn Zn2+(dd) Zn2+(dd) +2e ⇌ Zn  
b. Điện cực kim loại phủ muối  
AgAgCl Cl-(dd)  
AgCl +1e ⇌ Ag + Cl(dd)  
c. Điện cực khí  
Pt ,H2 H+ (dd) 2H+(dd) +2e ⇌ H2  
d. Điện cực oxy hóa - kh
Pt Fe2+(dd), Fe3+dd)  
Fe3+(dd) +1e ⇌ Fe2+(dd)  
ỨNG DỤNG: Lập pin trong đó xảy ra các phản ứng sau  
Cd (r) + Cu2+ (dd) = Cd2+ (dd) + Cu (r)  
H2(k) + Cl2(k) = 2HCl (dd)  
Zn (r ) + 2Fe3+ (dd) = Zn2+(dd) + 2Fe2+ (dd)  
2H+(dd) + 2Hg(l) +2Cl-(dd) = H2(k) + Hg2Cl2(r)  
THEÁ ÑIEÄN CÖÏC  
. Theá ñieän cöïc (V), hay coøn goïi laø theá Oxy hoùa –  
Khöû, hay laø baùn theá phaûn öùng, laø moät ñaïi löôïng  
khoâng theå ño tröïc tieáp, maø phaûi so saùnh vôùi moät  
ñieän cöïc chuaån.  
. Ngöôøi ta choïn Hydro laøm ñieän cöïc chuaån:  
2H+(dd) + 2e H2 (k), ñieän cöïc laø platinum.  
Quy öôùc: 0 = 0 (V). (Theá ñieän cöïc tuyeät ñoái  
H2  
cuûa noù öôùc chöøng 4.4 – 4.6 V)  
. Vaäy theá ñieän cöïc laø moät ñaïi löôïng baèng theá hieäu  
cuûa noù so vôùi ñieän cöïc hydro tieâu chuaån.  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 49 trang yennguyen 18/04/2022 1860
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 13: Điện hóa học - Nguyễn Minh Kha", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_13_dien_hoa_hoc_nguyen_minh_k.pdf