Giáo án chuong 9 điện hóa

Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go

ĐIỆN CỰC THẾ ĐIỆN CỰC

SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG

THÀNH ĐIỆN NĂNG

KHÁI QUÁT

SỰ CHUYỂN ĐIỆN NĂNG

THÀNH HÓA NĂNG

2

Là lĩnh vực hóa học nghiên cứu về mối liên hệ giữa các quá trình hóa học và dòng điện.

Điện hóa:

Thí ngiệm của Galvani Thí ngiệm của Volta1786

1800

4

Điện cực: là hệ gồm hai dạng oxi hóa và khử của cùng mộtnguyên tố tiếp xúc nhau mà không xảy ra phản ứng hóa học

H2O

M

+

+ +

+

+

+ + + + +

Thế này không đo được mà

chỉ so sánh được với nhau

Hệ gồm một thanh kim loại hay phi kim nhúng vào dung dịch muối của nó.

2

M Cu

Cu +

) 1 (

2

M Zn

Zn +

Quy ước viết ký hiệu điện cực:

❖ Giữa bản cực và dd ngăn cách bằng 1

gạch thẳng đứng

❖ Nếu bản cực hay dd có nhiều chất thì giữa

các chất cách nhau dấu phẩy

-Điện cực loại 3 (-Điện cực oxi hóa - khử):

Hệ gồm thanh kim loại trơ (Pt) nhúng vào dung dịch chứa cặp oxi hóa khử

Kí hiệu: (Pt)  Oxh, Kh Phản ứng điện cực: Oxh + ne  Kh

Hoặc (Pt)|Oxh, Kh, Mt

Ví dụ: (Pt)│Fe3+ (0,2M), Fe 2+ (0,1M)

Ghép điện cực cần đo thế với điện cực hidro ở điều kiện chuẩn tạo thành pin

M 1

0

M

25 T

1atm p

hoÆc C

Điện cực tiêu chuẩn:

Sức điện động pin = Eđc0

Cu 2+ /Cu 0

M 1

0

M

25 T

1atm p

hoÆc C

Điện cực tiêu chuẩn:

Sức điện động pin = Eđc0

Zn 2+ /Zn 0

Thế điện cực chuẩn của một số cặp oxh-kh:

Tính thế điện cực ở ĐK không chuẩn?

- Khi có thêm MT thì thêm thừa số [H + ] hoặc [OH - ]

- Nồng độ các chất được mũ lên bằng hệ số tỷ lượng

Chiều và trạng thái cân bằng của phản ứng

oxi hóa – khử:

Chiều của phản ứng oxi hóa – khử:

Theo nhiệt động học, phản ứng tự diễn ra: G < 0

kh1 – ne → oxh1 : quá trình oxi hóa

Nếu pư xảy ra trong pin:

Quá trình khử xảy ra ở catot (cực +) : E 2

Quá trình oxi hóa xảy ra ở anot (cực -) : E 1

Chiều và trạng thái cân bằng của phản ứng

oxi hóa – khử:

Phản ứng tự diễn ra: G < 0 hay E > 0

E = E+ - E- = E 2 – E1 > 0 => E2 > E1

Vậy: Khi ta trộn lẫn các cặp oxi hoá khử vào nhau thì phản ứng sẽ xảy ra theo chiều dạng khử của cặp có điện thế thấp sẽ nhường e cho dạng oxi hoá của cặp có điện thế cao hơn.

Chiều và trạng thái cân bằng của phản ứng

oxi hóa – khử:

Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa – khử:

0

o E n

=> K = 10

Với E o = E o

2 – E o

1

* Tính thế của một cặp oxh-khử khi biết thế của các cặp oxh-khử khác:

* Xác định hằng số cân bằng theo thế điện cực:

Ag + + 1e → Ag (1) E 0

1 = +0,8 V

Ta thấy: (3) = (2) – (1)

 T AgI = 1,8.10 -17

(R = 8,314 J/mol.K)

24

Quá trình chuyển hóa năng thành điện năng là quá trình sinh ra điện tử do phản ứng hóa học (trên các điện cực trong pin điện, ắc quy …)

Pin điện hóa là hệ gồm hai điện cực nối với nhau

Zn → Zn 2+ + 2e Cu 2+ + 2e → Cu

(+) Catot (-)

Anot

Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu

(QT khử) (QT Oxi hóa)

(Daniells – Jacobi)

Kí hiệu pin điện hóa:

Suất điện động của pin:

Có E 0 = 1,33 V

Giải

(∆E pin > 0)

Điện cực 1:

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e  2Cr 3+ + 7H 2 O 0,059

-Graphit C (+)

Zn (-)

NH 4 Cl + ZnCl 2 MnO 2

Pin thủy ngân:

(-) Zn + 2OH - → ZnO + H 2 O + 2e (+) HgO + H 2 O + 2e → Hg + 2OH -

∆Epin = 1,35 V

Pin Liti – ion:

∆Epin = 3,4 V

Pin Nhiên liệu:

[Oxh1] E 0 ln

RT

 E 1 0 +

ẮC QUY

ĂN MÒN KIM LOẠI

Ăn mòn kim loại là hiện tượng kim loại bị oxi hóa thành hợp chất khác

(-) Fe/O 2 //H 2 O/Fe 3 C(+)

O2 → O3

Quá trình chuyển điện năng

thụ điện tử sinh ra phản ứng hóa học.

(tự đọc TL)