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

Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 8 - ThS. Nguyễn Trương Xuân Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:31

Thêm vào BST
Báo xấu
2
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa học đại cương" Chương 8 - Điện hóa học, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Phản ứng oxi hoá khử – Dòng điện, Điện cực; Nguyên tố Ganvanic; Thế điện cực; Chiều của phản ứng oxi hoá – khử. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 8 - ThS. Nguyễn Trương Xuân Minh

  1. CHƯƠNG 8 ĐIỆN HÓA HỌC 8.1. Phản ứng oxi hoá khử – Dòng điện 8.2. Điện cực 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.4. Thế điện cực 8.5. Chiều của phản ứng oxi hoá – khử
  2. ĐIỆN HÓA HỌC nghiên cứu sự chuyển hóa giữa hóa năng và điện năng Pin điện hoá Hoá năng Điện năng Điện phân Cơ sở của sự chuyển hóa: phản ứng oxi hóa - khử 2 Chương 8: Điện hóa học
  3. 8.1.Phản ứng oxi hóa – khử --- Dòng điện 8.1.1. Quá trình oxi hóa, quá trình khử --- Cặp oxi hoá – khử Phản ứng oxi hóa - khử Quá trình oxi hóa Quá trình khử chứa chất khử (KhI) và chứa chất oxi hóa (OxII) sản phẩm của nó (OxI): và sản phẩm của nó Cặp OxI/ KhI (KhII): Cặp OxII/ KhII KhI - ne  OxI OxII + ne  KhII Phản ứng oxi hoá – khử tổng quát KhI + OxII  OxI + KhII 3 Chương 8: Điện hóa học
  4. 8.1.Phản ứng oxi hóa - khử --- Dòng điện 8.1.1. Quá trình oxi hóa, quá trình khử --- Cặp oxi hoá – khử 4 Chương 8: Điện hóa học
  5. 8.1.Phản ứng oxi hóa - khử --- Dòng điện 8.1.1. Quá trình oxi hóa, quá trình khử --- Cặp oxi hoá – khử Quá trình oxi hoá Zn - 2e ⇌ Zn2+ Cặp Zn2+/Zn Quá trình khử Cu 2+ + 2e ⇌ Cu Cặp Cu2+/Cu +2 0 0 +2 Cu2+ (dd) + Zn(r) ⇌ Cu(r) + Zn2+ (dd) Chất oxi hoá Chất khử Chất bị khử Chất bị oxi hoá Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu (Pt phân tử) 5 Chương 8: Điện hóa học
  6. 8.1.Phản ứng oxi hóa - khử --- Dòng điện 8.1.1. Quá trình oxi hóa, quá trình khử --- Cặp oxi hoá – khử Các loại phản ứng oxi hoá - khử Phản ứng giữa chất oxi hoá khác chất khử 2Ag+(dd) + Cu ⇌ 2Ag + Cu2+ Phản ứng oxi hoá - khử nội phân tử AgNO3 (r) ⇌ Ag (r) + NO (k) + O2(k) Phản ứng tự oxi hoá - khử (pư dị phân ) Cl2 (k) + H2O (l) ⇌ HClO (dd) + HCl (dd) 6 Chương 8: Điện hóa học
  7. 8.1.Phản ứng oxi hóa - khử --- Dòng điện 8.1.1. Quá trình oxi hóa, quá trình khử --- Cặp oxi hoá – khử Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử  Nguyên tắc chung: Bảo toàn: điện tích, điện tử, nguyên tử  Nếu dạng khử và dạng oxi hoá có số oxi khác nhau sẽ có sự tham gia của môi trường Môi trường axit : dư oxi + 2H+  thiếu oxi + H2O Môi trường kiềm : dư oxi + H2O  thiếu oxi + 2OH- Môi trường trung tính: dư oxi + H2O  thiếu oxi + 2OH- thiếu oxi + H2O  dư oxi + 2H+ 7 Chương 8: Điện hóa học
  8. 8.1.Phản ứng oxi hóa - khử - Dòng điện 8.1.2.Cách tiến hành phản ứng oxi hóa – khử phát sinh dòng điện • Chất OXH tiếp xúc trực tiếp với chất khử Trực tiếp • Hóa năng ---> nhiệt năng • Vd: nhúng thanh Zn vào dung dịch CuSO4, sự trao đổi e trực tiếp từ Zn sang Cu2+ • Chất OXH không tiếp xúc trực tiếp với chất khử Gián tiếp • Hóa năng thành điện năng • Vd: có một sợi dây dẫn nối giữa Zn với CuSO4, sự trao đổi e từ Zn sang Cu2+ thông qua dây dẫn: phát sinh dòng điện 8 Chương 8: Điện hóa học
  9. 8.2. Điện cực 8.2.1. Các loại điện cực o Điện cực kim loại Zn Zn2+(dd) Zn2+(dd) +2e ⇌ Zn o Điện cực kim loại phủ muối AgAgCl Cl-(dd) AgCl +1e ⇌ Ag + Cl-(dd) o Điện cực khí Pt H2 H+ (dd) 2H+(dd) +2e ⇌ H2 o Điện cực oxi hóa – khử Pt  Fe2+(dd), Fe3+ (dd) Fe3+(dd) +1e ⇌ Fe2+(dd) 9
  10. 8.2. Điện cực 8.2.2. Điện cực kim loại • Gồm một thanh kim loại nhúng vào dung dịch muối của nó. • Trong hệ đồng thời xảy ra hai quá trình :  Các cation kim loại chuyển vào dung dịch, để lại các electron trên bề mặt thanh kim loại: M dc - ne dc  M ddn +  Các cation trong dung dịch chuyển động, va chạm với bề mặt thanh kim loại, nhận electron và kết tủa trên thanh kim loại: M ddn + + ne dc  M dc 10 Chương 8: Điện hóa học
  11. 8.2. Điện cực 8.2.2. Điện cực kim loại • Trong hệ đồng thời xảy ra hai quá trình : M dc - ne dc  M ddn + M ddn + + ne dc  M dc • Khi hệ đạt trạng thái cân bằng: bề mặt thanh kim loại có thể tích điện âm hoặc dương hút các ion trái dấu giữa thanh kim loại và dung dịch đã xuất hiện một lớp điện tích kép Quá trình hình thành lớp điện tích kép Hiệu điện thế của lớp điện tích kép đặc trưng cho khả năng nhường và nhận electron của kim loại làm điện cực và được gọi là thế điện cực kim loại. 11 Chương 8: Điện hóa học
  12. 8.2. Điện cực 8.2.2. Điện cực kim loại • Thế điện cực kim loại kí hiệu  càng dương  Mn+ có tính oxi hoá càng mạnh  M có tính khử càng yếu  càng âm M  Mn+ có tính oxi hoá càng yếu  M có tính khử càng mạnh • Thế điện cực tiêu chuẩn nồng độ cation bằng 1M • Thế điện cực không thể đo trực tiếp  xác định độ chênh lệch của nó với một điện cực chuẩn làm điện cực so sánh (thường lấy điện cực hidro tiêu chuẩn) 12 Chương 8: Điện hóa học
  13. 8.3. Nguyên tố Ganvanic là một thiết bị biến hóa năng của phản ứng oxi hóa - khử thành điện năng. 8.3.1. Cấu tạo – Hoạt động  gồm hai điện cực nối với nhau bởi một dây dẫn ---> chất oxi hóa và chất khử không tiếp xúc trực tiếp với nhau ---> electron được chuyển từ chất khử đến chất oxi hóa thông qua dây dẫn.  Xét nguyên tố Ganvanic Cu – Zn: Zn có thế âm hơn: đóng vai trò cực âm Cu có thế dương hơn: đóng vai trò cực dương 13 Chương 8: Điện hóa học
  14. 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.3.1. Cấu tạo – Hoạt động  Xét nguyên tố Ganvanic Cu – Zn: Ký hiệu: (anod) (-) Zn Zn2+  Cu2+  Cu (+) (catod) 14 Hoạt động của pin Cu – Zn
  15. 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.3.1. Cấu tạo – Hoạt động Xét nguyên tố Ganvanic Cu – Zn: Khi đóng mạch: • e chuyển từ điện cực Zn sang điện cực Cu --> phá vỡ cân bằng của các lớp điện tích kép trên hai điện cực • Để thiết lập lại cân bằng: CỰC ÂM (ANOD): quá trình oxi hóa: Zn – 2e  Zn2+ ---> Zn tan ra, để lại electron trên điện cực CỰC DƯƠNG (CATOD): QT khử: Cu2+ + 2e  Cu --->ion Cu2+ từ dung dịch đến điện cực nhận electron • Cân bằng của lớp điện tích kép trên hai điện cực được khôi phục và quá trình chuyển electron lại xảy ra. Hệ đã sinh ra một dòng điện nhờ phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trên hai điện cực. 15 Chương 8: Điện hóa học
  16. 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.3.2. Sức điện động của nguyên tố Ganvanic E E là hiệu điện thế cực đại xuất hiện giữa hai điện cực khi nguyên tố Ganvanic hoạt động thuận nghịch  phản ứng oxi hóa - khử diễn ra thuận nghịch (nhiệt động). e = 1,6.10-19 [C] DG = - Amax’ = -q.E NA= 6,02.1023 = -n (e.NA)E = -nFE n: số electron trao đổi F = 96500 [C/mol] DG = - nFE DG [J] R= 8,314 [J/mol.K] Chương 8: Điện hóa học
  17. 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.3.2. Sức điện động của nguyên tố Ganvanic E Xét nguyên tố Ganvanic hoạt động thuận nghịch dựa trên phản ứng oxi hóa - khử tổng quát: aKh1 + bOx2 ⇄ cOx1 + dKh2 c d Ox Kh DG  DG 0 + RT ln 1a 2b Kh1 Ox2 Ox1c Kh2d -nFE  -RT ln K + RT ln a b Kh1 Ox2 c d RT RT Ox Kh 1 2 E ln K - ln a b nF nF Kh Ox 1 2 Chương 8: Điện hóa học
  18. 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.3.2. Sức điện động của nguyên tố Ganvanic E Xét nguyên tố Ganvanic hoạt động thuận nghịch dựa trên phản ứng oxi hóa - khử tổng quát: aKh1 + bOx2 ⇄ cOx1 + dKh2 Ở điều kiện tiêu chuẩn, nồng độ tất cả các chất bằng 1M RT E0  ln K E0 – sức điện động tiêu chuẩn nF c d RT Ox Kh DG0 = -nFE0 E  E0 - ln 1a 2b nF Kh1 Ox2 Chương 8: Điện hóa học
  19. 8.3. Nguyên tố Ganvanic 8.3.2. Sức điện động của nguyên tố Ganvanic E Epin = + -  - = Cu - Zn Chương 8: Điện hóa học
  20. 8.4. Thế điện cực Thế điện cực của một điện cực bất kỳ là đại lượng bằng hiệu điện thế của nó so với điện cực tiêu chuẩn. ---> Có giá trị bằng sức điện động của nguyên tố Ganvanic tạo thành từ điện cực đó và điện cực so sánh (thường lấy điện cực hidro tiêu chuẩn). Điện cực Hidro tiêu chuẩn Pt | H2 | H+(dd) [H+] =1mol/l PH2 =1atm 20 Chương 8: Điện hóa học
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 ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
8=>2