Đang tải... (xem toàn văn)
Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện Bin và cực điện
Pin điện hóa Chương2 Electrolysis Electric energy PIN VÀ ĐIỆN CỰC e di chuyên từ điện _ cực Zn qua điện cực Éu, tạo thành dịng điện- HĨA > ĐIỆN Pin điện hóa Ký hiệu pin | (-) Zn | ZnSO, | CuSO, | Cu (+) : Điện cực- dung dịch, thành phần điện cực | | : dưng địch- dung dich ° (khơng khuếch tắn) (-) Zn | ZnSO,: CuSO, | Cu (+) - Khi H,* > u,#4: cation tach khỏi bê mặt kim loại vào dd, để lại c > bê mặt tích điện (-) > hút cation > cản trở trình hịa tan Khi cân lớp điện tích kép u.*< „4d > : dung dich- dung dich (có thé khuếch tan) - C) Pt,H, + |H 3+ || Fe 2+ | Fe + » Pt ) » : cc phan cha điện cực Pin điện hóa Lớp điện tích kép - Khi n,*< u44: cation kết tủa mặt kim loại > bê mặt tích điện (+) > hut cdc anion > can tro qua trinh kết tủa Khi cân : lớp điện tích kép Pin điện hóa Lớp điện tích kép Metal J: | : + Lớp điện tích kép ranh giới điện cực- dung dịch làm aap chất KL, dung môi, nông độ ion, nhiệt độ Outer Helmholtz Plane > Voltmeter oat © ae ) osha ae eâ aS v 4_ 'đ ie Pin điện hóa xuất bước nhảy (BNT) BNT phụ thuộc: Inner Helmholtz plane Planen, komen Thê điện cực (@) Solvated Anions Ha gas — Sức điện động pin (E) = ọ: điện cực Classical Picture ọ: khác biệt điện cực so với điện cực chuẩn Modern Picture Pin dién héa Bảng điện cực chuẩn ` ˆ Pin điện hóa Sức điện động E= šbước nhảy Bảng điện cực chuẩn cặp Ox/Kh: giá trị ọ°2oạ điêu kiện chuẩn (a=1, 25 °C) Nếu Kh cé tinh khử > H; : °n98 < Vi du: @% 95 (Zn2*/Zn)= -0,7628V, nén 2H* +Zn=H, + Zn?* Ao: galvani- hiệu điểm nằm sâu lòng pha khác nhau- Nếu Ox cé tinh oxy héa > H* : x93 > Vi du: @°93 (Cu2*/Cu)= +0,337V, nên H, + Cu2+ = 2H* +Cu " ˆ Va2pin: (A): (-)M2|M1/L1 | L2|M2 (+ (Cc); ©)M0| L0 | L2 | M2 |M0 Œ) (Bỳ›: chưa có pp xác định trực tiệp AQ, 4.2: thé khuéch tán- nhỏ loại trừ cy E = AOuz/i Á@m+/L+tÁO( 2/2 Pin điện hóa Sức điện động Xét pin E= AOMz/4 TAOM1/L1TÁO(1/La†Á0L2/M2 (C)M0|L0 | L1 | M1 |M0 Œ) BẠ= A0wzwi†AOMiLi†A(22 Bạp= AOMiio†AI1/{†AOM1Mo —> Ec-Eg= E, Bc= A0@wno†A|2wa†AOM2Mo Nhiệt động học pin điện cực Nếu M0 | LO điện cực chuẩn (H;|H*): Es= ọ,) Ec= @„„) Do đó: EA= 0(+) - Py (Khi khơng khuếch tán) Sức điện động mạch điện hóa hiệu điện cực dương điện cực âm (khi khơng khuếch tán) Nhiệt động học pin & điện cực Công điện pin Khi pin làm việc thuận nghịch nhiệt động thi công điện pin cơng hữu ích cực đại A” „max Cơng điện chuyên hóa J mol chat: A ma” qE=nE.E (n: số e trao đổi) Khi T,P= const, theo nguyên lý nhiệt động học: = AG =-A my AG= -nFE Nhiệt động học pin & điện cực Phương trình NERNST (ảnh hưởng nông độ đến E @) aA Phản ứng xảy pin: + bB - nE.F = AH - Pca?) ôT do, 0,059 a ) a Ox E=- AH | xđE nF ‘ar ọ°: điện cực hoạt độ cấu tử Nhiệt động học pin & điện cực Nhiệt động học pin & điện cực Ảnh hưởng nhiệt độ a Hệ thức Luther (đọc SGK) đE — n.F M's nF (3) dT M" +(h—n) (D : hệ số nhiệt độ SĐĐ dE aT AH ——+ P = r:-31 TACHD| „AE rEOT |p nF nF| oT |p n.F O 25°C : E=- AG =AH+T pee) he - + (h-n).p „ h/n = họ, h - no he (9) n M (AG) ôT P _ AS= = Hé sé nhiét dé cla SDD tỉ lệ với biến thiên entropy Tương tự, điện cực: va _ AS dT nF d e(T ~ 298) o7 =9% — Fp co ng & ¬ ph S Xét chiêu wy Nhiệt động học pin & điện cực = E ?? Các loại pin điện cực Các loại điện cực Điện cực loại 1: Điện cực thuận nghịch cation/anion — gồm kim loại (hoặc phi kim) nhúng vào dd chứa ion M"™|M: M"'+ne=M A|A": A +ne= Am = ee o RT, +—— nF ay In- — ay ọ=ø Rtn RA nF âu RT +—Ina nF M =@° Peary l nF a Điện cực loại 2: Kim loại phủ chất khó tan “8 nó, nhung vào dd chứa anion hợp chất khó tan An | MA | M: MA+ne=M+A"™ Vi du: Cl|AgCl | Ag: AgCl + le =Ag + Cl Cu?' + 2e = Cu Se + ne = Se” LG ‘1, 3.5 mol dm™ Vị dụ: Cu?*'|Cu: Se|Se*: | n+ @= +R1 nF 1a Am Là điện cực so sánh điền hình Ví dụ: - Điện cực Calomel: CI|Hg;CI;|Hg,Pt - Điện cực Bạc-clorua bạc: CI|AgCI|Ag Phân loại điện cực- mạch điện hóa Phân loại điện cực- mạch điện hóa Các loại điện cực Các loại điện cực Điện cực loại 3: Điện cực oxy hóa-khi: (Điện cực Redox) Kãm loại trơ nhúng vào dd chứa dạng: oxy hóa khử Kim loại tiếp xúc với muối khó tan có chung anion, nhúng vào dd chứa cation muối khó tan thứ hai M?*J|MA,MA|IM (Ty < Tyra) Vi du: Ox|Kh, Pt : Ox + ne = Kh Ca?:|CaCO;, PbCO;|Pb Ví dụ: Phản ứng: PbCO, + Ca?* + 2e = Pb + CaCO, Toco, = py2 Agr > _ Trsco, a Tq ca MnO,;H'JMn*,Pt: Phức tạp: => Cc at » RT =ø°+——.Ina 9? nF C,H,0,,H*|C.H,(OH),,Pt BVT [Ugh (UF) re (B/C quinhidron) - Điện cực oxy hóa-khứ: (Điện cực Redox) PT NERNST: Redox ” Redox R.T — — nF Các loại điện cực Điện cực thủy tinh: DD acid, trung tính, kiềm yêu: Ø, =Ø, —0,059.pH a In—* OH O (Đ/C quinhidron) DD kiềm mạnh (pH>12): ay O C,H,0.,H*|C,H,(OH),,Pt : Oo Ø,„=Ø, +0,059.pH dung dịch PH (x) ‘ * màng thủy tỉnh mỏng +2HÌ +2e = Quinon (Q) OH Hydroquinon (QH,) Phân loại điện cực- mạch điện hóa Ox|Kh, Pt : Ox + ne = Kh Re toe +2H + 2e = C Quinon (Q) Phân loại điện cực- mạch điện hóa Các loại điện cực z MnO„+8H*+5e=Mn? +4H,O O Ca OH — dung dich co pH chuẩn = Hydroquinon (QH,) G 25°C: @ 4: = 0,69976 - 0,059 pH Dùng làm đíc thị đo pH (Ding lam dién cuc chi thi pH) Phân loại điện cực- mạch điện hóa Các loại điện cực Điện cực khi: Phân loại điện cực- mạch điện hóa Các loại điện cực Điện cực khi: Kim loại trơ tiêp xúc với khí lon khí Ví dụ: H” | H; | Pt: điện cực hydro 2H' +2e=H; O 25°C: | ao | | | C | | a'Pb?* * Teaco, = Fey Boor Fe**|Fe?', Pt : Fe?*' + e = Fe?' Đơn giản: RT P = Progr 1p tnF -In đua Putin, — Perit, in — ®h+ma = - 0,059 pH - 0,0245 jg pu› Khi: pu;= latm % Ops = - 0,059 pH Phân loại điện cực- mạch điện hóa Các loại điện cực Điện cực hôn hông: Hỗn hỗng kim loại tiếp xúc với đd chứa 1on kim loại đó- M": | M(Hg): M" + ne = M(Hg) vi du: Cd?+ | Cd(Hg) Đ/C hỗn hống Cadimi (Cd 12,5%) dùng chế tao pin Weston, có E không đồi theo thời gian, dùng phép đo sức điện động Phân loại điện cực- mạch điện hóa Các loại mạch điện hóa Mạch hóa học- mạch nơng độ Mạch có tải- mạch khơng tải Mạch thuận nghịch - không thuận nghịch (Tự đọc SGK) Điện khuếch tan Put: Ton tai mach có tải, ranh giới tiêp xúc hai dd điện cực Điện khuếch tán Nguyên nhân: linh độ khác cafion, anion > xuất lớp điện tích kép —> xuất bước nhảy > Điện thé khuếch tán Điện khuếch tán Điện khuếch tán Vi du: tải (-) Ag | AgNO; (a”,) : AgNO,(a”,)| Ag (+) (Véia, linh d6 Ag* > NO;- qua màng xốp nhanh > bên trái màng xốp tích điện (-), bên phải tích điện (+) @ AWA, RT Pu RE pace a A, Fa Néut >t, | titcA >A, | thi g,>0 | VaE,,>E = Nếut