Bài giảng Hóa đại cương: Điện hóa học - ThS. Nguyễn Minh Kha

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Phản ứng oxy hóa – khử và dòng điện, cách tiến hành phản ứng oxy hoá khử, nguyên tố Galvanic và điện cực, cấu tạo và hoạt động nguyên tố Ganvanic, các loại điện cực, thế điện cực,… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa đại cương: Điện hóa học - ThS. Nguyễn Minh Kha

Chương XIII ĐIỆN HÓA HỌC Giảng viên: ThS. Nguyễn Minh Kha CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1
PHAÛN ÖÙNG OXY HOÙA – KHÖÛ VAØ DOØNG ÑIEÄN Phaûn öùng oxy hoùa – khöû (O – K) Phaûn öùng trong ñoù coù söï trao ñoåi electron giöõa caùc nguyeân töû cuûa nhöõng nguyeân toá tham gia phaûn öùng laøm thay ñoåi soá oxy hoùa caùc nguyeân toá. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3
 Quaù trình cho electron goïi laø quaù trình oxy hoùa, chaát cho electron goïi laø chaát khöû (chaát bò oxy hoùa).  Ví duï: Zn – 2e  Zn+2  Quaù trình nhaän electron goïi laø quaù trình khöû, chaát nhaän electron goïi laø chaát oxy hoùa.  Ví duï: Cu+2 + 2e  Cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4
 Phản ứng tổng quaùt: Qt oxh: KhI  OxI + ne Qt khöû: OxII + ne  KhII Pt oxh – kh: KhI + OxII  OxI + KhII  Caëp oxy hoùa – khöû: OxI/KhI , OxII/KhII  Ví duï: Qt oxh: Zn  Zn2+ + 2e Qt khöû: Cu2+ + 2e  Cu Pt oxh – kh: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu Pt phaân töû: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu Caëp oxy hoaù khöû: Zn2+/Zn; Cu2+/Cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5
Caân baèng phaûn öùng O – K  Nguyeân taéc 1:  Toång soá electron cho cuûa chaát khöû phaûi baèng toång soá electron chaát oxy hoùa nhaän vaøo.  Caùc böôùc tieán haønh caân baèng.  Böôùc 1: Xaùc ñònh söï thay ñoåi soá oxy hoùa cuûa caùc chaát.  Böôùc 2: Laäp phöông trình electron – ion, vôùi heä soá sao cho ñuùng qui taéc treân.  Böôùc 3: Thieát laäp phöông trình ion cuûa phaûn öùng.  Böôùc 4: Caân baèng theo heä soá tæ löôïng. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6
 Ví duï: Al + CuSO4  Al2(SO4)3 + Cu Al - 3e  Al+3 X2 Cu+2 + 2e  Cu X3 2Al + 3Cu+2 = 2Al+3 + 3Cu 2Al + 3CuSO4  2Al2(SO4)3 + 3Cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7
 Nguyeân taéc 2 (moâi tröôøng acid)  Ñoái vôùi phaûn öùng O – K xaûy ra trong moâi tröôøng acid neáu daïng Ox cuûa chaát Ox coù chöùa nhieàu nguyeân töû Oxy hôn daïng khöû cuûa noù thì phaûi theâm H+ vaøo veá traùi (daïng Ox) vaø theâm nöôùc vaøo veá phaûi (daïng khöû).  Neáu daïng khöû cuûa chaát Kh chöùa ít nguyeân töû Oxy hôn daïng Ox cuûa noù thì theâm nöôùc vaøo veá traùi (daïng Kh) vaø H+ vaøo veá phaûi (daïng Ox). Thieáu O beân naøo, theâm H2O beân ñoù, beân kia theâm H+ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 8
 Ví duï: KMnO4  KNO2  H 2 SO4  MnSO4  KNO3  K 2 SO4  H 2O CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9
 Nguyeân taéc 3: (moâi tröôøng base)  Phaûn öùng O – K xaûy ra trong moâi tröôøng base, neáu daïng Ox cuûa chaát Ox chöùa nhieàu Oxy hôn daïng khöû thì phaûi theâm nöôùc vaøo veá traùi, OH- vaøo veá phaûi.  Neáu daïng Kh cuûa chaát Kh chöùa ít Oxy hôn daïng Ox cuûa noù thì phaûi theâm OH- vaøo veá traùi, nöôùc vaøo veá phaûi. Thieáu O beân naøo theâm OH- beân ñoù, beân kia laø H2O. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10
 Ví duï: KClO3  CrCl3  KOH  K 2CrO4  KCl  H 2O CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11
 Nguyeân taéc 4: (moâi tröôøng trung tính)  Phaûn öùng O-K trong moâi tröôøng trung tính. Neáu daïng Ox cuûa chaát Ox chöùa nhieàu nguyeân töû Oxy hôn daïng Kh cuûa noù thì phaûi theâm nöôùc vaøo veá traùi, OH- vaøo veá phaûi.  Neáu daïng Kh cuûa chaát Kh chöùa ít nguyeân töû Oxy hôn daïng Ox cuûa noù thì phaûi theâm nöôc vaøo veá traùi, H+ vaøo veá phaûi. Theâm nöôùc veá traùi, veá phaûi theâm: OH- neáu qt nhận electron, H+ neáu qt cho electron. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12
 Ví duï: KMnO4  KNO2  H 2 O  MnO2  KNO3  KOH CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13
Cách tiến hành phản ứng oxyhoá khử Trực tiếp - chất OXH tiếp xúc KH Hoá năng pư  nhiệt năng Cu(s) + 2 Ag+(aq) ---> Cu 2+(aq) + 2Ag(s) e- Gián tiếp – chất OXH không tiếp xúc trực tiếp với chất Maøng ngaên e- KH Hóa năng pư  điện năng e- Chaát khöû Chaát oxh CuuDuongThanCong.com Anode https://fb.com/tailieudientucntt Cathode
NGUYEÂN TOÁ GALVANIC VAØ ÑIEÄN CÖÏC  Nguyeân toá galvanic (1780):  Laø thieát bò chuyeån hoùa naêng sang ñieän naêng. Caáu taïo goàm hai thanh kim loaïi, nhuùng trong dung dòch muoái cuûa noù, noái vôùi nhau qua sôïi daây daãn kim loaïi. Luigi Galvani (Italia)  Hai thanh kim loaïi naøy moät thanh coù tính khöû maïnh hôn (ñeå cho e) moät thanh coù tính khöû yeáu hôn (ñeå ion cuûa noù nhaän e). CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15
CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG NGUYÊN TỐ GANVANIC Mật độ e trên thanh Zn nhiều hơn thanh đồng 0(Zn2+/Zn) < 0(Cu2+/Cu) Zn2+ SO42 - e  Zn sang Cu Zn2+ (dd) +2e  ⇌ Zn  Cu2+(dd) +2e ⇌ Cu Zn + Cu2+ (dd) = Zn2+ (dd) + Cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16
KÝ HIỆU NGUYÊN TỐ GANVANIC (-) Điện cực(1)|dd(1)||dd(2)|Điện cực(2) (+) Zn -2e  Zn2+(dd) Cu2+(dd) +2e  Cu Quá trình Quá trình khử oxyhoá Catod(+) Anod (-) (-) Zn | Zn2+ (dd) || Cu2+(dd) | Cu (+) (-) M1| M1n+(dd)|| M2n+(dd)| M2 (+) - < + CuuDuongThanCong.com 17 https://fb.com/tailieudientucntt
CÁC LOẠI ĐIỆN CỰC a. Điện cực kim loại. Zn Zn2+(dd) Zn2+(dd) +2e ⇌ Zn b. Điện cực kim loại phủ muối AgAgCl Cl-(dd) AgCl +1e ⇌ Ag + Cl-(dd) c. Điện cực khí Pt ,H2 H+ (dd) 2H+(dd) +2e ⇌ H2 d. Điện cực oxy hóa - khử. Pt  Fe2+(dd), Fe3+dd) Fe3+(dd) +1e ⇌ Fe2+(dd) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
ỨNG DỤNG: Lập pin trong đó xảy ra các phản ứng sau Cd (r) + Cu2+ (dd) = Cd2+ (dd) + Cu (r) H2(k) + Cl2(k) = 2HCl (dd) Zn (r ) + 2Fe3+ (dd) = Zn2+(dd) + 2Fe2+ (dd) 2H+(dd) + 2Hg(l) +2Cl-(dd) = H2(k) + Hg2Cl2(r) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
THEÁ ÑIEÄN CÖÏC  Theá ñieän cöïc  (V), hay coøn goïi laø theá Oxy hoùa – Khöû, hay laø baùn theá phaûn öùng, laø moät ñaïi löôïng khoâng theå ño tröïc tieáp, maø phaûi so saùnh vôùi moät ñieän cöïc chuaån.  Ngöôøi ta choïn Hydro laøm ñieän cöïc chuaån: 2H+(dd) + 2e  H2 (k), ñieän cöïc laø platinum. Quy öôùc: 0H2 = 0 (V). (Theá ñieän cöïc tuyeät ñoái cuûa noù öôùc chöøng 4.4 – 4.6 V)  Vaäy theá ñieän cöïc laø moät ñaïi löôïng baèng theá hieäu cuûa noù so vôùi ñieän cöïc hydro tieâu chuaån. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 20