HÓA LÝ II: ĐIỆN HÓA HỌC

Khái niệm pin điện hóa Hiện tượng  Kim điện kế G chỉ dòng điện đi từ Cu sang Zn.. Khái niệm pin điện hóa Khái niệm PIN Pin là một hệ biến đổi hoá năng thành điện năng nhờ phản ứng oxy

Trang 1

ĐIỆN HÓA HỌC

CHƯƠNG 10

Trang 2

10.1 Pin điện hóa 10.2 Nhiệt động học của pin và điện cực 10.3 Các loại điện cực

10.4 Bài tập

Nội dung

Trang 3

10.1 Pin điện hóa

10.1.1 Khái niệm pin điện hóa

Quan sát mô hình sau (nguyên tố Gavanic Cu – Zn)

Trang 4

Trang 5

Hiện tượng

 Kim điện kế G chỉ dòng điện đi từ Cu sang Zn

 Khối lượng Zn giảm, khối lượng Cu tăng

 [ZnSO4] tăng, [CuSO4] giảm

Trang 6

Trang 7

Khái niệm PIN

Pin là một hệ biến đổi hoá năng thành điện năng nhờ phản ứng oxy hóa – khử

xảy ra trên điện cực.

Trang 8

Ký hiệu

Ký hiệu nguyên tố Gavanic đồng - kẽm bằng sơ đồ sau:

(-) Zn/ ZnSO4// CuSO4/ Cu (+)hay (-) Zn/ Zn+2// Cu2+/ Cu (+)

Trang 9

Quy ước viết ký hiệu Pin

 Điện cực âm viết bên trái, cực dương viết bên phải

 Ngăn cách điện cực và dung dịch điện ly bằng 1 dấu gạch chéo

(khác pha) Điện cực gồm nhiều thành phần thì ngăn cách giữa các thành phần bằng dấu phẩy

 Ngăn cách 2 dung dịch điện ly bằng 2 dấu gạch chéo (//) hoặc

một vạch 3 chấm nếu tại ranh giới có điện thế khuếch tán

(-) Zn/ ZnSO4//CuSO4/Cu (+); (-) Zn/ ZnSO4  CuSO4/Cu (+);

(-) Pt/Fe2+(0.10 M),Fe3+(0.20 M)//Ag+(1.0 M)/Ag(+)

.

Trang 10

Một vài mô hình về Pin điện hóa

Trang 11

(-)Pt|Fe2+(0.10 M),Fe3+(0.20 M)||Ag+(1.0 M)|Ag(+)

Trang 13

 Khi hoạt độ = 1; PH2 = 1atm

thì trở thành điện cực hydro chuẩn φ0H  / H2 = 0.

Trang 14

V 337 ,

0

φ0Cu2 /Cu  

 Đo điện cực kẽm:

+ Lập pin: (-) Pt,H2H+Zn2+Zn (+) + aZn2+ = 1; 250C; đo SĐĐ pin = -0,7628V

0,763V

φ0Zn2 /Zn  

Ví dụ

Trang 15

RT φ

Trang 16

10.1.2 Thế điện cực

Phương trình Nernst

Khi T = 298K, R = 8,314 J/mol.K; F = 96500 Culông và ln = 2,3lg

ta được dạng cụ thể của phương trình Nernst cho phép tính thế điện cực của một điện cực bất kỳ ở 250C:

oxy

kh 0

a

a ln nF

RT φ

φ  

oxh

kh 0

a

a lg n

059 ,

0 φ

φ  

Trang 17

Ví dụ

Trang 18

10.2 Nhiệt động học của Pin và điện cực

10.2.1 Công điện của pin

 Khi làm việc, pin sinh dòng điện tạo ra từ công hữu ích A của phản

ứng oxy hóa – khử

 Khi pin làm việc thuận nghịch nhiệt động của công chính là công hữu

ích cực đại A’max Theo nguyên lý 2:

ΔG = -A’max

 Công điện chuyển hoá 1 mol chất:

A’max = q.E = nFE

 Vậy:

ΔG = -nFE

n : số electron trao đổi trong quá trình điện cực.

Trang 20

a A

d D

c C a

T

.a a

.a

a RTln RTlnK

Suy ra

b B

a A

d D

c C 0

.a a

.a

a ln nF

RT -

d D

c C 0

.a a

.a

a lg n

0,059 -

E

= E

Trang 21

- Nếu E > 0  ΔG < 0: phản ứng xảy ra theo chiều thuận.

- Nếu E < 0  ΔG > 0: phản ứng xảy ra theo chiều ngược lại

- Nếu E = 0  ΔG = 0: phản ứng cân bằng

Trang 22

10.3 Các loại điện cực

10.3.1 Phân loại điện cực

Điện cực

Điện cực loại 1

Điện cực calomel

Điện cực Ag - AgCl

Trang 23

Nội dung cần nắm đối với một điện cực

 Định nghĩa điện cực

 Ký hiệu điện cực

 Phản ứng xảy ra trên điện cực

 Phương trình Nernst áp dụng tính thế 

Trang 24

M M

M

0 /M M /M

nF

RT φ

a

a ln nF

RT φ

φ

n -

-n

n -

-n -

0 /A

A A

A

0 /A A /A

nF

RT φ

a

a ln nF

RT φ

Trang 25

Định nghĩa Kim loại M được phủ một hợp chất khó tan (muối, oxit hay

hydroxit) của kim loại đó và nhúng vào dung dịch chứa anion của hợp chất khó tan đó

nF

RT φ

φ

Trang 27

Điện cực khí

Định nghĩa Kim loại trơ tiếp xúc đồng thời với khí và dung dịch chứa ion

khí này (Kim loại trơ thường là Pt).

[1] Điện cực hydro : H+ / H2, Pt[2] Điện cực oxy : OH– / O2, Pt [3] Điện cực clo : Cl– /Cl2, Pt

Trang 28

Điện cực oxy hóa khử - Redox

Định nghĩa Hệ gồm kim loại trơ (Pt) nhúng vào dung dịch chứa đồng thời

hai dạng oxy hóa khử

a

a ln nF

RT φ

Trang 29

Điện cực oxy hóa khử - Redox

Trang 30

10.4 Bài tập

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	632,5 KB