bai 20 day dien hoa cua kim loai

III- ThÕ ®iÖn cùc chuÈn cña kim lo¹i... §iÖn cùc hi®ro lµ catot..[r]

Bµi 20

KiÓm tra bµi cò:

ViÕt ph ¬ng tr×nh ph¶n øng d¹ng ph©n tö vµ ion x¶y ra khi cho: a/Zn t¸c dông víi dung dÞch CuSO 4

b/Cu t¸c dông víi dung dÞch AgNO 3

Cho biÕt chÊt khö, chÊt oxihãa trong tõng ph¶n øng?

Bµi gi¶i:

a/Ph ¬ng tr×nh ph©n tö: Zn + CuSO 4 ZnSO 4 + Cu

Ph ¬ng tr×nh ion: Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu

ChÊt khö: Zn; ChÊt oxi hãa: Cu 2+

b/Ph ¬ng tr×nh ph©n tö: Cu + 2AgNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag

Ph ¬ng tr×nh ion: Cu + 2Ag + Cu 2+ + 2Ag

ChÊt khö: Cu; ChÊt oxi hãa Ag +

Néi dung:

• Kh¸i niÖm vÒ cÆp oxihãa khö cña kim lo¹i– khö cña kim lo¹i

• Pin ®iÖn hãa

• ThÕ ®iÖn cùc chuÈn cña kim lo¹i

• D·y thÕ ®iÖn cùc chuÈn cña kim lo¹i

• ý nghÜa cña d·y thÕ ®iÖn cùc chuÈn cña kim lo¹i

I Khái niệm về cặp oxi hóa- khử của kim loại

*Khái niệm:

Một cặp gồm dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố

kim loại đ ợc gọi là cặp oxi hóa khử của kim loại.

Sơ đồ: M n+ + ne M

*Kí hiệu:

Dạng oxi hóa / dạng khử ( M n+ /M)

*Ví dụ: Fe 2+ /Fe; Cu 2+ /Cu; Ag + /Ag

II Pin điện hóa

1/Khái niệm về pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực

* Pin điện hóa:

.Cấu tạo:

Sơ đồ pin: Zn| ZnSO 4 || CuSO 4 |Cu

.Hiện t ợng:

Xuất hiện dòng điện từ cực Cu sang cực Zn có sự chênh lệch điện thế giữa 2 điện cực mỗi điện cực xuất hiện thế

điện cực.

*Suất điện động:

E pin= E + - E

-Chú ý:

Epin 0

Epin phụ thuộc vào bản chất của kim loại làm điện cực, nồng

độ, nhiệt độ.

ở 25 0 C, nồng độ ion kim loại là 1M thì E 0 pin= E 0

+ - E 0

-*2/ C¬ chÕ ph¸t sinh dßng ®iÖn trong pin

Cùc - ( Zn ) :

Sù oxi hãa c¸c nguyªn tö Zn: Zn Zn 2+ + 2e

Cùc + ( Cu ) :

Sù khö c¸c ion Cu 2+ : Cu 2+ + 2e Cu

Cầu muối:

NO 3 - di chuyển về cực âm Ion NH 4 + di chuyển về cực d ơng .Mạch ngoài :

Dòng điện đi từ cực Cu đến cực Zn Catot: cực d ơng(Cu) ; anot: cực âm (Zn).

•Phản ứng:

Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu

-Nguyên tắc:

Chất oxihóa mạnh hơn đã oxihóa chất khử mạnh hơn tạo thành chất oxihóa yếu hơn và chất khử yếu hơn

-Kết quả:

Năng l ợng hóa học của phản ứng oxihóa- khử đã

chuyển thành điện năng.

III- Thế điện cực chuẩn của kim loại.

1- Điện cực hiđro chuẩn

*H 2 2H + + 2e

*E 0 2H + / H 2 = 0,00 V

2- Thế điện cực chuẩn của kim loại.

•Điện cực chuẩn trong đó nồng độ ion kim loại bằng 1M.

•Cách đo:

Lập 1 pin điện trong đó 1 điện cực là điện cực hiđro chuẩn còn 1 điện cực còn lại là điện cực kim loại chuẩn Khi đó E 0 pin =

E 0

M n+ /M.

.Trong pin điện hóa:

-Điện cực kim loại là cực âm thì E 0

M n+ /M < 0

-Điện cực kim loại là cực d ơng thì E 0

M n+ /M >0

•Ví dụ1: Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn 2+ /Zn

Lập pin điện :

Zn | Zn 2+ (1M) || H + (1M) | (H 2 )Pt

*Dòng điện đi từ điện cực hiđro chuẩn sang điện cực Zn.

- Zn: Cực âm (anot): Zn Zn 2+ + 2e.

- Pt ( H 2 ): Cực d ơng (catot): 2H + + 2e H 2

Khi đó: E 0

Zn 2+ /Zn = - 0,76 V

*Phản ứng trong pin: Zn + 2H + Zn 2+ + H 2

Ví dụ 2: xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag + /Ag

Lập pin điện:

Pt (H 2 ) | H + (1M) || Ag + (1M) | Ag

*Dòng điện đi từ điện cực Ag sang điện cực hiđro chuẩn.

Pt(H 2 ) cực âm (anot): H 2 2H + + 2e

Ag cực d ơng (catot): Ag + + 1e Ag

Khi đó: E 0 Ag + /Ag = + 0,8 V.

*Phản ứng trong pin điện: H 2 + 2Ag + 2H + + 2Ag.

Câu hỏi trắc nghiệm khách quan

chọn đáp án đúng Câu1: Trong pin điện hóa Cu-Zn thì:

A Zn là cực âm và Cu là cực d ơng;

B Zn bị oxihoa thành Zn 2+ và Cu bị khử thành Cu 2+ ;

C Cu 2+ bị khử thành Cu; Cu là cực âm.

D Zn bị oxihoa thành Zn 2+ và Zn là cực d ơng.

Câu2: Trong cầu muối của pin điện hóa Zn– khử của kim loạiCu có sự di chuyển của:

A Các electron.

B Các nguyên tử Cu;

C Các nguyên tử Zn;

D Các ion.

C©u3: Trong pin ®iÖn hãa, sù oxihãa:

A ChØ x¶y ra ë cùc d ¬ng;

B chØ x¶y ra ë cùc ©m;

C X¶y ra ë cùc ©m vµ cùc d ¬ng;

D Kh«ng x¶y ra ë cùc ©m vµ cùc d ¬ng;

C©u4: trong pin ®iÖn hãa H 2 - Ag th×:

A Ag lµ anot.

B Ag bÞ oxihãa thµnh Ag +

C Cùc ©m x¶y ra qu¸ tr×nh oxihãa H 2 thµnh H +

D §iÖn cùc hi®ro lµ catot.

C©u 5: Trong pin ®iÖn hãa Zn-Cu cÆp chÊt nµo sau ®©y ph¶n øng ®

îc víi nhau:

A.Zn 2+ + Cu 2+

B.Zn 2+ + Cu

C.Zn + Cu 2+

D.Zn + Cu

Bµi tËp vÒ nhµ: bµi 3,4,5- trang 122-SGK.

2

Dd đồng (II) sunfat (Cu2+ + SO42-)

Dd Kẽm sunfat

Zn2+ + SO4

2-Cầu muối

Lá đồng (Cu) Lá kẽm (Zn)

Pin điện hoá Zn - Cu

2e

-Zn 2+ (aq) Zn

-KÏm bÞ oxi ho¸ thµnh Zn 2+

Sù mÊt electron x¶y ra trªn bÒ mÆt l¸ kÏm

2e

-Cu 2+ (aq) Cu

-Ion Cu 2+ bị khử thành Cu

Sự nhận electron xảy ra trên bề mặt lá đồng

Zn 2+ + SO 4 2- Cu 2+ + SO 4

2-Zn 2+

NO 3

-SO 4

2-NH 4 +

-Sự di chuyển của các Ion trong cầu muối khi pin hoạt động

Dd Axit

Tấm Platin

H 2

Sơ đồ của điện cực Hiđro chuẩn

H 2 (1atm)

Dd Axit 1M

(pH = 0)

Tấm Platin

Dd ZnSO 4 1M

Lá Kẽm

+

Thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn 2+ / Zn

H 2 (1atm)

Dd Axit 1M

(pH = 0)

Tấm Platin

Dd AgNO 3 1M

Lá Bạc

+

Thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag + /Ag