Phản ứng ôxy hóa khử và đòng điện

Nguyên nhân xuất hiện xuất điện động • 3.Tính thuận nghịch trong hoạt động của pin điện • 4.. Phương trình Nersnt về sức thế điện cực • 6.. • Trong pin điện xuất hiện dòng điện.• Như vậy

Chương VIII

Phản ứng ôxy hóa khử và dòng điện

Bài 5

Trạng thái cân bằng của phản ứng ôxy hóa

khử và pin điện

• 1 Pin điện

• 2 Nguyên nhân xuất hiện xuất điện động

• 3.Tính thuận nghịch trong hoạt động của pin điện

• 4 Phương trình Nersnt về sức điện động

• 5 Phương trình Nersnt về sức thế điện cực

• 6 Sự đo thế điện cực, điện cực chuẩn hidro

• 7 Dãy điện hóa và ý nghĩa.

• Trong pin điện xuất hiện dòng điện.

• Như vậy, pin điện được hình thành bằng cách ghép 2 cặp ôxy hóa – khử trong phản ứng ôxy hóa-khử

Quy ước IUPAC về pin điện:

• Điện cực đóng vai trò anot xếp bên trái, điện cực đóng vai trò catot xếp bên phải pin điện.

• Ranh giới giữa hai pha lỏng và rắn được kí hiệu bằng một vạch, ranh giới giữu hai pha lỏng có cầu muối được kí hiệu bằng vạch kép.

• Suất điện động của pin E = EC –

EA = Ephải – Etrái

• Nếu Epin > 0, chiều dòng điện trong pin cùng chiều với chiều quy ước và ngược lại

• Sơ đồ pin: Zn│Zn 2+ ,H2O║Cu 2+ ,H2 O│Cu

2.Nguyên nhân xuất hiện sức điện động

• Do xuất hiện lớp điện kép trái dấu trên bề mặt mỗi thanh

kim loại, nơi tiếp xúc với dung dịch,lớp điện kép này

giống như một tụ điện tức là xuất hiện hiệu điện thế, và

độ lớn hiệu điện thế này phụ thuộc: Bản chất kim loại,

nồng độ ion kim loại (Mn+) trong dung dịch

• Hiệu điện thế giữa hai lớp điện kép gọi là thế điện cực

• Thực nghiệm cho thấy: Thế điện cực càng lớn về giá trị tuyệt đối thì cặp đó càng bị oxy hóa mạnh

• Sức điện động: Là hiệu số điện thế cực đại giữa hai điện cực, khi mạch hở

3.Tính thuận nghịch của pin điện

4.Phương trình Nersnt về sức điện động

• Xét phản ứng tổng quát xảy ra trong pin điện:

• Trong đó, n là số electron trao đổi, F là hằng số Faradei = 96500 C

• Trong điều kiện chuẩn

• (***)

• Thay (**) và (***) vào (*) ta được:

• Khi chuyển sang logarit thập phân ta được

• Khi hệ đạt trạng thái cân bằng: E=0

m

A = −∆ =G nFE

5 Phương trình Nersnt về thế điện cực

• Đối với một cặp ôxy hóa- khử :

n

0 0,059 [ox]

lg [kh]

n

ϕ ϕ = +

6.Sự đo thế điện cực , điện cực chuẩn

hidro

• Thế điện cực chuẩn hidro :

• Xác định thế điện cực bằng cách thiết lập một

cực chuẩn hidro, quy ước:

• Điện cực chuẩn hidro có E0 = 0,00V đặt bên trái, quy ước là anot.

• Điện cực cần so sánh đặt bên phải, quy ước là catot

• E0 = EC0 – EA0 = Ephải0 – Etrái0 = E0so sánh

7.Dãy điện hóa (dãy hoạt động hóa học) và ý

tự điện phân

• Tiết dạy đến đây là kết thúc, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô và các bạn sinh viên!

Hình 6.2 Sơ đồ cách đo thế điện cực của điện

cực kẽm và thế điện cực chuẩn hidro.

•

Sơ đồ xác định thế điện cực chuẩn của Zn2+/Zn

Pin điện

Thí nghiệm đo thế điện cực Zn2+/Zn

Bảng giá trị thế điện cực chuẩn

Bài tập 1: Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau ở

Bài tập 2: Tính sức điện động của pin điện được tạo thành khi ghép hai điện cực Zn2+/Zn (CZn2+ =0,01M) với điện

Viết biểu thức phương trình Nernst

cho các điện cực sau:

• 2 2H+ + 2e  H2

• 3 MnO4- + 5e + 8H+  Mn2+ + 4H2O.

• Giải:

2 0