Chương 11 ĐIÊN HÓA HỌC 1 Điện hóa học 10.1.Pin điện hóa 10.2.Các loại điện cực 10.3.Thế điện cực chuẩn 10.4.Chiều & hằng số cân bằng p/u oxy hóa-khử 10.5.Sự điện phân HUI© 2006 General Chemistry: Slide 2 of 48 10.1.Pin điện hóa 1.Phản ứng oxy hóa-khử 2 e chuyển từ chất khử (Zn) sang chất oxy hóa (Cu2+) & tỏa ra năng lượng nhiệt HUI© 2006 General Chemistry: Slide 3 of 48 Zn Cu 2+ Zn 2+ Cu  H o , KJ/mol 0 64,39 -152,4 0 kJH o 79,21639,644,152  CuZnCuZn   22 e 10.1.Pin điện hóa 2.Nguyên tắc biến hóa năng thành điện năng Thực hiện riêng biệt : p/u oxy hóa: p/u oxy khử: Dùng dây dẫn điện nối Zn-Cu: “e” chuyển từ Zn sang Cu  Dòng điện chạy từ Cu  Zn HUI© 2006 General Chemistry: Slide 4 of 48   2 2 ZneZn CueCu   2 2 10.1.Pin điện hóa 3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa) Cấu tạo Điện cực Zn  Điện cực Cu Dây dẫn kim loại  Cầu nối dung dịch: d.dịch KCl bão hòa HUI© 2006 General Chemistry: Slide 5 of 48 10.1.Pin điện hóa 3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa) Hoạt động của pin Phản ứng điện cực -Trên cực Zn (P/u oxy hoá) : -Trên cực Cu (P/u khử ): P/u tổng : oxy hoá –khử Điện cực xảy ra p/u oxy hóa  Anot Điện cực xảy ra p/u khử  Catot Chuyển dời electron : từ anot (Zn)  catot (Cu) Sinh ra dòng điện : từ catot (Cực “+”)  anot (Cực “-”) HUI© 2006 General Chemistry: Slide 6 of 48   2 2 ZneZn CueCu   2 2 CuZnCuZn   22 10.1.Pin điện hóa HUI© 2006 General Chemistry: Slide 7 of 48 10.1.Pin điện hóa 3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa) Sức điện động của pin điện hóa Thế hiệu Ví dụ:  Công hữu ích Hoá năng  Điện năng : n- Sồ “e” trao đổi trong p/u F = 96.500 culong - Số Faraday E- Sức điện động, von Ví dụ: HUI© 2006 General Chemistry: Slide 8 of 48     ZnZnCuCu E 22 GnFEA   max nFEG  VE ZnZnCuCu 1.1)76.0()34,0( 22    JnFEG 2123001,1965002  10.1.Pin điện hóa 3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa) Ký hiệu pin điện hóa Ví dụ : HUI© 2006 General Chemistry: Slide 9 of 48 D.d điện cực 1 V.liệu điện cực 1 V.liệu điện cực 2 D.d điện cực 2 ZnNO 3 Zn Cu CuNO 3 11.2.Các loại điện cực 1.Điện cực kim loại 2.Điện cực oxy hóa-khử 3.Điện cực hydro chuẩn HUI© 2006 General Chemistry: Slide 10 of 48 [...]... M en(dd )  ne M en(dd )  ne  Cặp oxy hóa- khử Me( R ) Me n  / Me Lớp điện tích kép: -/+ Thế điện cực Me n Me HUI© 2006 General Chemistry: Slide 11 of 48 11.2.Các loại điện cực 2.Điện cực oxy hóa- khử Day Pt nhúng vào trong d.dịch muối Fe2+, Fe3+ P/u điện cực Fe3+ nhận “e”:  Fe2+ Fe3  e  Fe Fe3  Fe2  e nhường “e”: Hay Fe3  e  Cặp oxy hóa- khử Fe 2  Fe 3 / Fe 2 Lớp điện tích... “e” Điện phân Anot (cực dương): cho “e” Catot (cực âm):nhận “e” Hóa năng  Điện năng Điện năng  Hóa năng HUI© 2006 General Chemistry: Slide 26 of 48 11.5.1.Khái niêm Sự khác biệt HUI© 2006 General Chemistry: Slide 27 of 48 11.5.2.Điện phân trong d.dịch nước Cơ chế  Quá trình chuyển chất Cation  Catot Anion  Anot  Quá trình điện hóa P/u anot P/u catot Q.trình kết tinh kl &Giải phóng phân tử... điện cực tiêu chuẩn ở 250C HUI© 2006 General Chemistry: Slide 18 of 48 11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa- khử P/u điện cực Ox  ne  Kh o GT  GT  RT ln K [ Kh] 0  nF  nF  RT ln [Ox ] Phương trình Nernst RT [Ox ]    ln nF [ Kh] 0 HUI© 2006 General Chemistry: Slide 19 of 48 11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa- khử P/u oxy hoá-khử :  p/u oxy hoá KhI  Ox I  ne  p/u khử Ox II  ne  Kh  p/u oxy hoá-khử... theo chiều dạng [Ox] của cặp Ox-Kh có thế điện cực lớn sẽ oxy hoá dạng [Kh] của cặp Ox-Kh có thế điện cực nhỏ hơn HUI© 2006 General Chemistry: Slide 21 of 48 11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa- khử Hằng số cân bằng của p/u oxy hóa- khử G 0  nFE 0   RT ln K  2.3RT lg K 2.3RT nE  lg K  0.059 lg K F 0 nE lg K  0.059 K  10 HUI© 2006 nE o 0.059 General Chemistry: Slide 22 of 48 11.5.Sự điện phân 11.5.1.Khái... khí H2 : áp suất 1atm P/u điện cực 2 H (dd )  2e  H 2( K ) Cặp oxy hóa- khử H  / H2 Lớp điện tích kép: +/- Thế điện cực  o  H H2  0V HUI© 2006 General Chemistry: Slide 13 of 48 11.3.Thế điện cực chuẩn 1.Quy ước Nồng độ Dung dịch: 1mol/lit Chất khí : 1atm Nhiệt độ: xác định ( 25oC) Chiều p/u ox  ne  kh ox-dạng oxy hóa kh-dạng khử HUI© 2006 General Chemistry: Slide 14 of 48 11.3.Thế điện...  p/u khử Ox II  ne  Kh  p/u oxy hoá-khử GT   nFE E  (  )  (  ) 1 2 KhI  Ox II  Ox I  KhII GT   nF 2  1  HUI© 2006 General Chemistry: Slide 20 of 48 11.4.Chiều & HSCB P/u oxy hóa- khử Chiều p/u oxy hoá-khử : GT   nF 2  1  • G < 0 : 2 -  1 > 0 2 > I  p/u : T P • G > 0 : 2 - 1 < 0 2 < I  p/u : P T • G = 0 : 2 - 1 = 0 2 = 1  p/u : cân bằng Quy tắc... Chemistry: Slide 28 of 48 Quá trình anot : p/u oxy hoá Anion không chứa oxy : I-, Br-, Cl- , FOHMnO4- , SO42-… Nhóm hyroxin : Anion chứa oxy : Điều kiện p/u : Anot o Cặp ox/kh có ox / kh  min sẽ oxy hóa trước 2 X n  2ne  nX 2 Anion không chứa oxy : 2Cl  2e  Cl2 o Cl 2 / Cl 2 F   2e  F2 o F   Hydroxin M.trường kiềm : M.trường axit, t.tính: Anion chứa oxy : 2/F 4OH   4e  2 H 2O  O2... khó khăn MnO4- , SO42- 11/1/2013 TS.HÀ VĂN HỒNG 30 Quá trình anot : p/u oxy hoá Anot hoà tan anion > Me : Hòa tan Me - ne  Me+n anion < Me : Anion sẽ oxy hoá trước I-, Br-, ClOHMnO4- , SO42Oxy hóa Men+ tạp chất : Me2+ - e = Me3+ 11/1/2013 TS.HÀ VĂN HỒNG 31 Quá trình catot : p/u khử Cation : H+, Men+ Catot Điều kiện phóng điện : o Cặp ox/kh có ox / kh  max lớn sẽ khử trước 2 H   2e  H . Chương 11 ĐIÊN HÓA HỌC 1 Điện hóa học 10.1.Pin điện hóa 10.2.Các loại điện cực 10.3.Thế điện cực chuẩn 10.4.Chiều & hằng số cân bằng p/u oxy hóa- khử 10.5.Sự điện phân.   2 2 CuZnCuZn   22 10.1.Pin điện hóa HUI© 2006 General Chemistry: Slide 7 of 48 10.1.Pin điện hóa 3.Pin Zn-Cu (pin điện hóa) Sức điện động của pin điện hóa Thế hiệu Ví dụ: . kJH o 79,21639,644,152  CuZnCuZn   22 e 10.1.Pin điện hóa 2.Nguyên tắc biến hóa năng thành điện năng Thực hiện riêng biệt : p/u oxy hóa: p/u oxy khử: Dùng dây dẫn điện nối Zn-Cu: