bài giảng điện hóa học

Ch ươ ng 11: ĐI N HÓA H C Ệ Ọ

11.1 Đ I T Ố ƯỢ NG NGHIÊN C U Ứ

Đ I T Ố ƯỢ NG NGHIÊN C U Ứ

11.2.Ph n ng oxy hóa – kh và c p oxi hóa kh ả ứ ử ặ ử

11.2.Ph n ng oxy hóa – kh và c p oxi hóa kh ả ứ ử ặ ử liên

S kh ự ử (s oxy ố hóa

gi m) ả

S oxy ự hóa (s ố oxy hóa tăng)

• S oxy hóa ự – nh ườ ng electron

tăng s oxy hóa ố

• S kh ự ử – nh n electron ậ

gi m s oxy hóa ả ố

• Ch t oxy hóa ấ – nh n electron ậ

• Ch t kh ấ ử – nh ườ ng electron

Ph n ng oxy hóa – kh ả ứ ử

Ph n ng oxy hóa – kh ả ứ ử

HUI© 2006 General Chemistry:

B ướ c 4: Cu (s) + 2 Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2Ag (s)

B ướ c 1: Xác đ nh bán ph n ng oxi hóa và kh : ị ả ứ ử

2+

RED: Ag + + e- → Ag

B ướ c 2:Cân b ng các bán ph ằ ươ ng trình

11.4 Đi n c c ệ ự

11.4 Đi n c c ệ ự

11.4.1 Đi n c c kim l ai – ion kim l ai (đi n c c 11.4.1 Đi n c c kim l ai – ion kim l ai (đi n c c ệ ệ ự ự ọ ọ ọ ọ ệ ệ ự ự tan)

N u áp su t khí Hế ấ 2 b ng 1 ằatm, a H+=1M, nhi t đ 25ệ ộ 0C ta

có đi n c c tiêu chu n hydro ệ ự ẩ(E=0)

11.4.3 Đi n c c kim l ai – anion mu i không tan c a ệ ự ọ ố ủ

11.4.3 Đi n c c kim l ai – anion mu i không tan c a ệ ự ọ ố ủ

11.5 Pin đi n (Nguyên t Ganvani) ệ ố

11.5 Pin đi n (Nguyên t Ganvani) ệ ố

Là m t h g m 2 đi n c c ghép n i v i nhau thành m t m ch kínộ ệ ồ ệ ự ố ớ ộ ạ

(-) Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) (+) Ecell = 1.103 V

11.6 Th đi n c c ế ệ ự

11.6 Th đi n c c ế ệ ự

11.6.1 Th đi n c c tiêu chu n ế ệ ự ẩ

Th đi n c c tiêu chu n c a m t c p oxy hoá -kh là ế ệ ự ẩ ủ ộ ặ ử

s c đi n đ ng c a m t pin t o b i đi n c c chu n c a ứ ệ ộ ủ ộ ạ ở ệ ự ẩ ủ

c p oxy hoá - kh đó v i đi n c c hidro chu n ặ ử ớ ệ ự ẩ

Th đi n c c tiêu chu n ế ệ ự ẩ

• Th đi n c c hydro tiêu chu n đ ế ệ ự ẩ ượ c bi u th ể ị

Pt(r)| H2 (k, 1atm)| H+ (1M) khi là anot

H+ (1M) | H2 (k, 1atm)| Pt(r) khi là catot

So v i đi n c c tiêu chu n hydro th đi n c c ớ ệ ự ẩ ế ệ ự

chu n c a đi n c c calomen b ng + 0, 2680V ẩ ủ ệ ự ằ

B ng th đi n c c tiêu chu n 25 B ng th đi n c c tiêu chu n 25 ả ả ế ệ ế ệ ự ự ẩ ở ẩ ở

11.6.2 Ý nghĩa c a th đi n c c kh tiêu chu n ủ ế ệ ự ử ẩ

Vì ph n ng có E ả ứ 0 d ươ ng nên ph n ng t xãy ra ả ứ ự

D ng oxi hóa c a c p có th đi n đi n c c kh l n ạ ủ ặ ế ệ ệ ự ử ớ

h n có kh năng nh n electron c a d ng kh c a c p ơ ả ậ ủ ạ ử ủ ặ

có th kh nh h n ế ử ỏ ơ

C A a C B b

Ví d : ụ

Pt|Fe 2+ (0.10 M),Fe 3+ (0.20 M)||Ag + (1.0 M)|Ag(s)

11.8.1 Đ nh nghĩa đi n phân ị ệ

• Đi n phân là quá trình oxi hóa- kh xãy ra trên ệ ử các đi n c c khi có dòng đi n 1 chi u đi qua ệ ự ệ ề

ch t đi n ly tr ng thái nóng ch y ho c dung ấ ệ ở ạ ả ặ

d ch ị

• L u ý : Theo qui ư ướ c đi n c c, đó có qt oxi ệ ự ở hóa (nh ườ ng e) là anot, còn đi n c c mà t i đó ệ ự ạ xãy ra qt kh (nh n e) là catot ử ậ

+ Trong pin anot là c c âm, catot là c c d ự ự ươ ng + Trong đi n phân catot là c c âm, anot là c c ệ ự ự

d ươ ng

11.8.2 Th phân gi i-Quá th ế ả ế

1) Th phân gi i ế ả : Th hi u t i thi u c a dòng đi n m t chi u đ t ế ệ ố ể ủ ệ ộ ề ặvào hai đi n c c c a bình đi n phân đ gây nên s đi n phânệ ự ủ ệ ể ự ệ

• Th phân gi i c a m t ch t đi n ly b ng th phân gi i c a ế ả ủ ộ ấ ệ ằ ế ả ủ

cation và th phân gi i c a anion, t c là b ng s c đi n đ ng c a ế ả ủ ứ ằ ứ ệ ộ ủpin tương ngứ

• Ví d Th phân gi i c a dd CuClụ ế ả ủ 2 và ZnCl2 trong dd 1M là

2.Quá thế

• Quá th là hi n t ế ệ ượ ng khi đ t vào đi n c c m t ặ ệ ự ộ

hi u đi n th b ng th đi n c c nh ng không ệ ệ ế ằ ế ệ ự ư xãy ra quá trình đi n phân mà c n m t hi u ệ ầ ộ ệ

đi n th cao h n ệ ế ơ

• Ví d nh các ion Fe ụ ư 2+, H+, Ni2+, Co2+…

11.8.2 Đ nh lu t Faraday ị ậ

•Đ nh lu t 1:Kh i lị ậ ố ượng ch t thoát ra t l v i đi n lấ ỉ ệ ớ ệ ượng qua

bình đi n phân m= kQệ

Trong đó k là đương lượng đi n hóa v giá tr nó b ng kh i ệ ề ị ằ ố

lượng ch t thoát ra đi n c c khi có m t đ n v đi n lấ ở ệ ự ộ ơ ị ệ ượng đi qua bình đi n phânệ

Q là đi n lệ ượng có th tính b ng đ n v Faraday (F), ể ằ ơ ị

1F= 96.500 C = 26,8 A.h

• Đ nh lu t 2: Nh ng đi n lị ậ ữ ệ ượng nh nhau đi qua bình đi n phân ư ệ

làm thoát ra cùng m t s độ ố ương lượng gam ch tấ

C 1 F đi n lứ ệ ượng đi qua bình đi n phân thoát ra 1 đệ ương lượng gam ch t b t kỳấ ấ

Thay Q=I.t và Đ= A/n thì bi u th c toán h c c a đ nh lu t là ể ứ ọ ủ ị ậ

m= (A.I.t)/(n.F)

Alaf n.t.g; I cương đ dòng đi n (Ampe); t là th i gian(giây),ộ ệ ờ

1.0 M

Zn +2

-Anode Cathode

CH ƯƠ NG 11 ( 1TI T) Ế

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

Pin

Acqui

S đi n phân ự ệ

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

Pin

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

Acqui

Acqui chì g m hai t m chì khoét nhi u l ch a PbO nhúng trong ồ ấ ề ỗ ứdung d ch Hị 2SO4 n ng đ 25% – 30% , lúc này x y ra ph n ng:ồ ộ ả ả ứPbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

M t s ngu n đi n hóa thông d ng ộ ố ồ ệ ụ

S đi n phân ự ệ