intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hoá đại cương: Chương 6 - Nguyễn Văn Hòa (2022)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST
Báo xấu
22
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hoá đại cương: Chương 6 cung cấp cho người học những kiến thức như: Phản ứng oxi hóa – khử; Nguyên tố gavalnic và điện cực; Sự điện phân. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hoá đại cương: Chương 6 - Nguyễn Văn Hòa (2022)

  1. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC NỘI DUNG 1. Phản ứng oxi hóa – khử 2. Nguyên tố gavalnic và điện cực 3. Sự điện phân TÀI LIỆU [1] – Chương 16: trang 456 – 492 [2] – Chapter 19: page 636 – 679 Chương 6 nvhoa102@gmail.com 1
  2. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 1. Phản ứng oxi hóa khử 1.1. Khái niệm Là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố (có sự trao đổi e). Phản ứng oxi – khử gồm 2 quá trình: Chất khử 1 - e- Chất oxh 1  QT OXH Chất oxh 2 + e- Chất khử 2  QT Khử Chất khử 1 + Chất oxh 2  Chất oxh 1 + Chất khử 2 Chương 6 nvhoa102@gmail.com 2
  3. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Ví dụ: Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu Zn0 – 2e  Zn2+ : Quá trình oxh Cu2+ + 2e  Cu0 : Quá trình khử Trong đó: Zn và Cu – dạng khử; Zn2+ và Cu2+ – dạng oxi hóa Phương trình ion: Zn0 + Cu2+  Zn2+ + Cu0 ⇒ Phản ứng oxi hóa khử trên được tạo thành từ 2 cặp oxi hóa – khử: Zn2+/Zn và Cu2+/Cu. Mỗi cặp oxi hóa – khử có 1 thế điện cực đặc trưng. Chương 6 nvhoa102@gmail.com 3
  4. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 1.2. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử a. Phản ứng không có môi trường tham gia 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu b. Phản ứng có môi trường tham gia 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4  2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O KClO3 + 2CrCl3 + 10KOH  7KCl + 2K2CrO4 + 5H2O 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O  2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH Chương 6 nvhoa102@gmail.com 4
  5. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Bài tập Cho các phản ứng oxh – khử sau, viết các quá trình oxh và khử xảy ra trong phản ứng. Cho biết cặp oxh/khử tương ứng của phản ứng và cân bằng pư. Al + CuSO4  Cu + Al2(SO4)3 KMnO4 + KNO2 + H2SO4  MnSO4 + KNO3 + H2O HNO2 + Br2 + H2O  HNO3 + HBr FeCl3 + KI  FeCl2 + I2 + KCl Mn + Cl2 + 2NaOH  Mn(OH)2 + 2NaCl Chương 6 nvhoa102@gmail.com 5
  6. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 1.3. Phản ứng oxi hóa khử và dòng điện a. Phản ứng oxh – khử xảy ra trong dung dịch Zn + Cu2+  Cu + Zn2+ H o 298  51,82 Kcal / mol Hóa năng  nhiệt năng (e trao đổi trực tiếp) Chương 6 nvhoa102@gmail.com 6
  7. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC b. Không cho chất oxh và khử tiếp xúc trực tiếp Zn + Cu2+  Cu + Zn2+ Hóa năng  điện năng Zn – 2e  Zn2+ Cu2+ + 2e  Cu Chương 6 nvhoa102@gmail.com 7
  8. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 2. Nguyên tố galvanic (pin Volta) và điện cực 2.1. Cấu tạo và hoạt động của nguyên tố galvanic • Cấu tạo của nguyên tố galvanic gồm hai điện cực được nối với nhau bằng sợi dây dẫn kim loại (mạch ngoài) và cầu muối kết nối hai điện cực với nhau (mạch trong). • Điện cực đơn giản gồm 1 thanh kim loại nhúng vào dung dịch chất điện ly của nó. • Cầu muối là bộ phận chứa dung dịch chất điện ly. Chất điện ly thường sử dụng là dung dịch KCl; KNO3; NH4Cl hoặc NH4NO3. Chương 6 nvhoa102@gmail.com 8
  9. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC • Hoạt động: ⇒ Có thể tạo ra pin điện hóa từ một phản ứng oxh - khử. Chương 6 nvhoa102@gmail.com 9
  10. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC • Ký hiệu pin điện hóa: (-) Điện cực kim Dung dịch của Dung dịch của Điện cực kim loại loại hoặc điện ion kim loại hoặc ion kim loại hoặc hoặc điện cực trơ cực trơ cặp oxh khử cặp oxh khử (+) Trong đó:  Anot (-): điện cực xảy ra quá trình oxi hóa.  Catot (+): điện cực xảy ra quá trình khử.  ǀ: bề mặt phân chia pha.  ||: ranh giới giữa 2 bán pin, thường là cầu muối.  Khi tích hợp nồng độ, áp suất hay hoạt độ thì biểu diễn trong ngoặc đơn. Chương 6 nvhoa102@gmail.com 10
  11. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Ví dụ: Cấu tạo của pin đồng – kẽm với nồng độ các dung dịch 1,00 M được ký hiệu: (-) Zn | ZnSO4 (1,00 M) || CuSO4 (1,00 M) | Cu (+) Hay (-) Zn | Zn2+ (1,00 M) || Cu2+ (1,00 M) | Cu (+) Bài tập: Bài 1: Xác định pin tạo thành từ 2 cặp oxh – khử: Pb2+/Pb và Ag+/Ag. Biết o(Pb2+/Pb) = - 0,126 V; o(Ag+/Ag) = +0,799 V. Bài 2: Xác định pin tạo thành từ 2 cặp oxh – khử: 2H+(1 M)/H2(1 atm) và Fe3+(0,5 M)/Fe2+(1 M). Biết o(2H+/H2) = 0,000 V; o(Fe3+/Fe2+) = +0,771 V. Chương 6 nvhoa102@gmail.com 11
  12. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 2.2. Sức điện động của nguyên tố galvanic Sức điện động (E) của nguyên tố galvanic là hiệu điện thế cực đại của nguyên tố khi phản ứng oxi hóa khử xảy ra thuận nghịch. Xét phản ứng oxi hóa khử tổng quát: aA + bB ⇌ cC + dD Sức điện động được xác đinh theo phương trình: RT [C]c [D]d E = Eo - ln nF [A]a [B]b E = (+)  () ; Eo = o(+)  o() Chương 6 nvhoa102@gmail.com 12
  13. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Mối liên hệ giữa sức điện động (E) của nguyên tố galvanic với biến thiên thế đẳng áp (G) và hằng số cân bằng (K) của phản ứng oxi hóa khử. G = –nFE và Go = –nFEo Với n – số e trao đổi trong phản ứng; F – hằng số Faraday (96485 C/mol). Go = –RTlnKC Với R – Hằng số khí (8,314 J/mol.độ) 𝐧𝐅𝐄𝐨 𝐥𝐧𝑲𝐂 = 𝐑𝐓 Chương 6 nvhoa102@gmail.com 13
  14. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 2.3. Thế điện cực và phương trình Nernst Thế điện cực là đại lượng thế hiệu đặc trưng cho quá trình điện cực hay điện cực, ký hiệu là . Đối với quá trình điện cực tổng quát: Ox + ne ⇌ Kh 0 RT [Ox] Phương trình Nernst:     ln nF [Kh] n – Số e trao đổi trong quá trình điện cực [Ox], [Kh] – Tích nồng độ các chất tham gia dạng oxi hóa và dạng khử với số mũ tương ứng Chương 6 nvhoa102@gmail.com 14
  15. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC F – Hằng số Faraday (96485 C/mol) R – Hằng số khí (8,314 J/mol.độ) T – Nhiệt độ tuyệt đối (K) o – Thế điện cực tiêu chuẩn (V, tra trong sổ tay)  phụ thuộc vào bản chất chất tham gia quá trình điện cực (o), nhiệt độ (T) và nồng độ các chất tham gia quá trình điện cực ([ ]). 0, 0592 [Ox] Ở 25 C (298 K):  =  + o o log n [Kh] Chương 6 nvhoa102@gmail.com 15
  16. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Áp dụng phương trình Nernst vào một số quá trình điện cực: 0, 0592 [H ] + 2 2H + 2e ⇌ H2 + 2H / H = 2H / H + o log 2 PH2   2 2 CrO42- + 4H2O + 3e ⇌ Cr(OH)3 + 5OH- 0, 0592 [CrO 24 ] CrO = CrO o + log [OH  ]5 2 2 4 / Cr(OH)3 / Cr(OH) 4 3 3 ClO4- + 2H+ + 2e ⇌ ClO3- + H2O 0, 0592 [ClO ]  [H ] -  2 ClO - - = o ClO-4 / ClO3- + log 4 4 / ClO3 2 [ClO3- ] Chương 6 nvhoa102@gmail.com 16
  17. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Xác định thế điện cực tiêu chuẩn (o) Eo = o2H+/H2 - oZn2+/Zn 0,76 = 0 - oZn2+/Zn ⇒ oZn2+/Zn = - 0,76 V Chương 6 nvhoa102@gmail.com 17
  18. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Data from CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th edition, 2016 (page 5-78  5- 85). Chương 6 nvhoa102@gmail.com 18
  19. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC 2.4. Chiều xảy ra của phản ứng oxi hóa khử Phản ứng oxi hóa khử xảy ra theo chiều dạng oxi hóa của cặp oxi hóa khử có  lớn hơn sẽ oxi hóa dạng khử của cặp oxi hóa khử có  nhỏ hơn.  Oxi hóa 1: Tính oxi hóa  oxi hoùa 1/khöû 1 LÔÙN  Khử 1: Tính khử  oxi hoùa 2/khöû 2 NHOÛ  Oxi hóa 2: Tính oxi hóa   Khử 1: Tính khử  Hiệu số 1 - 2 càng lớn  phản ứng oxi hóa khử xảy ra càng mạnh và càng sâu. Chương 6 nvhoa102@gmail.com 19
  20. CHƯƠNG 6: ĐIỆN HÓA HỌC Quy tắc : • Sắp xếp 2 cặp oxi hóa khử theo chiều  tăng dần. • Viết chữ  giữa 2 cặp oxi hóa khử. • Chiều viết chữ  chính là chiều phản ứng. Ví dụ: Xác định pin tạo thành từ 2 cặp oxi hóa khử I2/2I- và Fe3+/Fe2+ và viết phản ứng xảy ra trong pin. Biết o(I2 /I-) = +0,536V ; o(Fe3+/Fe2+ )= +0,771V (-) Pt | I2 , I- || Fe3+ , Fe2+ | Pt (+) I2  2I- Fe3+ Fe2+ Phản ứng xảy ra trong pin: Fe3+ + 2I-  I2 + Fe2+ Chương 6 nvhoa102@gmail.com 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0