I C P OXI HOÁ - KH C A KIM LO I
Trong ph n ng hoá h c, cation kim lo i có th nh n electron đ tr thành nguyên t kim lo i và
ng c l i, nguyên t kim lo i có th nh ng electron đ tr thành cation kim lo i
Thí d :
Fe2+ + 2e Fe
Cu2+ + 2e Cu
Ag+ + 1e Ag
T ng quát : Mn
ChÊt oxi ho¸
ChÊt khö
Ch t oxi hoá và ch t kh c a cùng m t nguyên t kim lo i t o nên c p oxi hoá - kh Các c p oxi hoá
- kh trên đ c vi t nh sau :
2
Fe Fe
;
2
Cu Cu
Ag
T ng quát : Mn
M
đánh giá tính oxi hóa c a ion kim lo i và tính kh c a kim lo i, ng i ta dùng Th đi n c c tiêu chu n 0 n
M
M
II PIN I N HOÁ
1 C u t o
- Hai thanh kim lo i khác nhau nhúng vào dung d ch mu i c a kim lo i đó
- N i 2 thanh kim lo i b ng dây d n đi n
- C u mu i n i gi a 2 dung d ch mu i
Ví d : Hai c c thu tinh, m t c c ch a 50ml dung d ch CuSO4 1M, c c kia ch a 50ml dung d ch ZnSO4 1M Nhúng m t lá Cu vào dung d ch CuSO4, m t lá Zn vào dung d ch ZnSO4 N i hai dung
d ch b ng m t ng hình ch U đ ng dung d ch NH4NO3(ho c KNO3) ng này đ c g i là c u mu i
2 C ch ho t đ ng trong pin đi n hoá
Trên đi n c c Zn, các nguyên t k m đ l i electron trên b m t đi n c c và và tan vào dung d ch
d i d ng ion Zn2+ đây x y ra s oxi hóa các nguyên t Zn thành Zn2+
:
+ 2e
Lá k m tr thành ngu n electron nên đóng vai trò c c âm Các electron theo dây d n đ n c c Cu
đây, x y ra s kh các ion Cu2+trong dung d ch thành Cu bám trên b m t lá Cu:
Cu2+ + 2e Cu
Trong c u mu i, các cation NH4 (ho c K+) di chuy n sang c c đ ng dung d ch CuSO4, các anion NO3
di chuy n sang c c đ ng dung d ch ZnSO4làm cân b ng đi n tích, nên các dung d ch luôn trung hoà đi n
m ch ngoài (dây d n), dòng electron đi t c c k m sang c c đ ng, ngh a là, theo quy c c a đi n
h c, dòng đi n đi t c c đ ng sang c c k m Vì th , đi n c c k m đ c g i là anot Tên g i này b t
ngu n t ti ng Hi L p (anosdos) có ngh a là n i dòng đi n đi vào Còn theo c ch trên, anot là n i
DẩY I N HOÁ C A KIM LO I
(TÀI LI U BÀI GI NG)
ây là tài li u tóm l c các ki n th c đi kèm v i bài gi ng “Dãy đi n hoá c a kim lo i” thu c Khóa h c Hóa h c –
L p 12 – Th y Ph m Ng c S n t i website Hocmai.vn có th n m v ng ki n th c ph n “Dãy đi n hoá c a kim
lo i ”, B n c n k t h p xem tài li u cùng v i bài gi ng này
Trang 2x y ra s oxi hoá i n c c đ ng g i là catot V b n ch t đi n hoá h c thì catot là n i x y ra s kh
ion Cu2+
Trong pin đi n hoá, anot là c c âm, còn catot là c c d ng
Các ph n ng oxi hoá và kh x y ra trên b m t các đi n c c c a pin đi n hoá nói trên có th đ c
vi t t ng h p l i b ng ph ng trình ion rút g n :
Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
Nh v y, trong pin đi n hoá Zn - Cu đã x y ra ph n ng oxi hoá - kh : Cu2+(ch t oxi hoá m nh h n)
đã oxi hoá Zn (ch t kh m nh h n) thành Zn2+ (ch t oxi hoá y u h n) và Cu (ch t kh y u h n) và
n ng l ng hoá h c c a ph n ng oxi hoá - kh đã chuy n hoá thành đi n n ng
3 Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá
Kim lo i có tính kh càng m nh càng hoà tan nhi u vào dung d ch, s lectron trên b m t đi n c c
càng nhi u, th c a anot càng âm h n, ngh a là giá tr c a th đi n c c đ c quy t đ nh b i b n ch t
c a c p oxi hoá- kh tham gia vào ph n ng trên b m t đi n c c
Su t đi n đ ng chu n (Eo
pin ) b ng hi u gi a th đi n c c c a đi n c c chu n d ng (Eo
catot) v i th
đi n c c c a đi n c c chu n âm (Eo
anot): Eopin = Eocatot - Eoanot
Ví d : Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Zn CuO
pin Cu / Cu Zn / Zn
III DẩY I N HịA C A KIM LO I
Là dãy các c p oxi hóa kh đ c x p theo chi u t ng giá tr c a th đi n c c tiêu chu n
2
2
2,92 2,71 2,37 1,66 0,76 0, 44 0,25 0,14 0,13 0,00 0,34 0,80 1,50
V Ý NGH A C A DẩY TH I N C C CHU N C A KIM LO I
1 So sánh tính oxi hoá - kh
Trong dung môi n c, th đi n c c chu n c a kim lo i o n
E càng l n thì tính oxi hoá c a cation
Mn+ càng m nh và tính kh c a kim lo i M càng y u Ng c l i, o n
E càng nh thì tính oxi hoá
c a cation Mn+ càng y u và tính kh c a kim lo i M càng m nh
2 Xác đ nh chi u c a ph n ng oxi hoá - kh
a) Kim lo i c a c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n nh h n kh đ c cation kim lo i c a
c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n l n h n ra kh i dung d ch mu i (nói cách khác, cation kim
lo i trong c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n l n h n có th oxi hoá đ c kim lo i trong c p có
th đi n c c chu n nh h n)
N u th o n om
E E thì chi u ph n ng oxi hoá - kh x y ra theo quy t c (anpha) :
Mn+
M
Rn + R
Thí d , o 2
Cu / Cu
E = +0,34 V và EoAg / Ag = +0,80 V, ta có :
Cu2+
Cu
Ag+ Ag
Ph n ng oxi hóa – kh x y ra theo chi u cation Ag+
oxi hoá Cu thành cation Cu2+ và cation
Ag+b kh thành Ag :
Cu + 2Ag+ Cu2+
+ 2Ag b) Kim lo i trong c p oxi hoá - kh có th đi n c c chu n âm kh đ c ion hiđro c a dung d ch
axit (nói cách khác, cation H+trong c p H+
/H2 có th oxi hoá đ c kim lo i trong c p oxi hoá - kh có
th đi n c c chu n âm)
Trang 3Thí d , o 2
Mg / Mg
2
o 2H / H
Mg2+
Mg
2H+
H2
Ph n ng oxi hóa – kh x y ra theo chi u cation H+ trong dung d ch axit oxi hoá Mg thành cation Mg2+ và cation H+b kh thành H2 :
Mg + 2H+ Mg2+
+ H2
3 Xác đ nh su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá
Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá ( o
pin
E ) b ng th đi n c c chu n c a c c d ng tr đi th
đi n c c chu n c a c c âm
Su t đi n đ ng c a pin đi n hoá luôn là s d ng
Thí d :
Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Zn Cu
:
pin Cu / Cu Zn / Zn
= 0,34V - (-0,76V)
= 1,10V
Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Zn Pb
:
pin Pb / Pb Zn / Zn
= -0,13V - (-0,76V)
= 0,63V
4 Xác đ nh th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh
Ta có th xác đ nh đ c th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh khi bi t su t đi n đ ng chu n
c a pin đi n hoá ( o
pin
E ) và th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh còn l i
Thí d :
Hãy xác đ nh th đi n c c chu n c a c p oxi hoá - kh Ni2+
Ni / Ni (E ) Bi t
o
pin (Ni - Cu)
Cu / Cu
o pin
Cu / Cu
Ni / Ni
E
2 o
Ni / Ni
Cu / Cu
p®h
E = +0,34V 0,60V = 0,26V
BÀI T P:
1 Trong pin đi n hoá, s oxi hoá
A ch x y ra c c âm B ch x y ra c c d ng
C x y ra c c âm và c c d ng D không x y ra c c âm và c c d ng
2 C p ch t nào sau đây x y ra ph n ng trong pin đi n hoá Zn -Cu ?
3 Cho các kim lo i: Na, Mg, Al, Cu, Ag Hãy vi t các c p oxi hoá - kh t o b i các kim lo i đó và s p
x p chúng theo th t gi m d n tính oxi hóa
4 Có nh ng pin đi n hoá đ c c u t o b i các c p oxi hoá - kh sau :
a) Pb2+/Pb và Fe2+/Fe
b) Ag+/Ag và Fe2+/Fe
c) Ag+/Ag và Pb2+/Pb
Hãy cho bi t :
- D u và tên c a các đi n c c trong m i pin đi n hoá
- Nh ng ph n ng x y ra các đi n c c và ph n ng oxi hoá - kh trong m i pin đi n hoá
Trang 45 Su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá Sn - Ag là
6 Hãy cho bi t chi u c a ph n ng hoá h c x y ra gi a các c p oxi hoá - kh : Ag+
/Ag ; Al3+/Al và 2H+/H2 Gi i thích và vi t ph ng trình hoá h c
7 Bi t ph n ng oxi hoá - kh x y ra trong m t pin đi n hoá là :
Fe + Ni2+ Fe2+
+ Ni a) Hãy xác đ nh các đi n c c âm và d ng c a pin đi n hoá
b) Vi t ph ng trình c a ph n ng oxi hoá và ph n ng kh x y ra trên m i đi n c c
c) Tính su t đi n đ ng chu n c a pin đi n hoá
8 Tính th đi n c c chu n EOc a nh ng c p oxi hoá - kh sau :
a) 3
o
Cr / Cr
E
b) 2
o
Mn / Mn
Bi t: Su t đi n đ ng chu n c a các pin đi n hóa :
O
Cr Nilà +0,51 V và
O
Cd Mnlà +0,79 V Th đi n c c chu n 2
o
Cd / Cd
o
Ni / Ni
Giáo viên: Ph m Ng c S n Ngu n: Hocmai.vn