zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Hóa lý 1: Chương 2 - Nhiệt động của hệ điện hóa

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa lý 1: Chương 2 - Nhiệt động của hệ điện hóa" được biên soạn với các nội dung chính sau: Phương trình Nernst cho thế Galvani; Khái niệm thế điện cực; Thế điện cực chuẩn; Một số điện cực điển hình; Sức điện động và pin điện hóa; Phương trình nhiệt động cơ bản của pin điện hoá; Ứng dụng của phép đo sức điện động. Mời thầy cô và các em cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa lý 1: Chương 2 - Nhiệt động của hệ điện hóa

Chương II: NHIỆT ĐỘNG CỦA HỆ ĐIỆN HOÁ
II. ĐIỆN CỰC VÀ THẾ ĐIỆN CỰC 1. Phương trình Nernst cho thế Galvani Mz+ + ze ® M Dung dịch (pha II) Kim loại (pha I) Khi cân bằng: Thế Galvani Thay: μ = μo + RTlna ϕ o Thế Galvani chuẩn g (khi a(I) = a(II) = 1) Phương Chú ý: không thể đo trình được thế Galvani này Nernst
II. ĐIỆN CỰC VÀ THẾ ĐIỆN CỰC 2. Khái niệm thế điện cực ü Thế điện cực (E): điện thế Galvani tương đối của một điện cực so với một điện cực được lấy làm chuẩn ü Đo thế điện cực: đo sức điện động của một pin (tế bào điện hóa) gồm 2 điện cực như sau: - Anode: điện cực hiđro chuẩn (quy ước thế điện cực = 0) - Cathode: Là điện cực cần đo Phản ứng điện cực: ox + ze ® red Quy ước:
II. ĐIỆN CỰC VÀ THẾ ĐIỆN CỰC 3. Thế điện cực chuẩn • Điện cực chuẩn hidro (SHE): ü Kim loại: platinum đen ü Dung dịch acid: a = 1 M ü Khí hydrogen: f = 1 bar Khí H2 ü Phản ứng điện cực: 2H+ + 2e = H2 ü Quy ước: (mọi nhiệt độ) Platinum • Thế điện cực chuẩn: Thế điện cực ở đen điều kiện chuẩn Dung dịch H+ - Dung dịch: a = 1 M - Khí: f = 1 bar
II. ĐIỆN CỰC VÀ THẾ ĐIỆN CỰC 4. Một số điện cực điển hình • Điện cực kim loại – ion kim loại: ü Nhúng kim loại M vào dung dịch Mz+: M|Mz+ ü Phản ứng điện cực: Mz+ + ze ® M ü Thế điện cực • Điện cực khí: ü Ví dụ: H+/H2, Cl2/Cl-, O2/H2O… ü Thanh kim loại trơ (Pt) được hấp phụ bão hòa khí, nhúng trong dung dịch chứa ion của khí đó VD: (Pt) Cl2|Cl- ü Phản ứng điện cực: Cl2 + 2e ® 2Cl- 𝑅𝑇 𝑃!"! ü Thế điện cực: $ 𝐸!" /!"" = 𝐸 + 𝑙𝑛 ! 2𝐹 𝑎!"" %
II. ĐIỆN CỰC VÀ THẾ ĐIỆN CỰC 4. Một số điện cực điển hình • Điện cực ion – ion ü VD: Fe3+/Fe2+, MnO4-/Mn2+ ü Kim loại trơ (Pt) nhúng trong dung dịch Mx+ và My+: Pt|Mx+, My+ ü Phản ứng điện cực: My+ + (y-x)e è Mx+ ü Thế điện cực: • Điện cực muối khó tan ü VD: Ag/AgCl/Cl-, Hg/Hg2Cl2/Cl- ü Kim loại phủ muối khó tan của nó, nhúng trong dung dịch chứa anion của muối: Ag|AgCl|Cl- ü Phản ứng điện cực: AgCl + 1e è Ag + Cl- ü Thế điện cực:
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 1. Sự hình thành tế bào Galvani • VD: kết hợp 2 điện cực Zn|Zn2+ và Cu|Cu2+ Nối 2 thanh kim loại bằng dây dẫn Nối 2 dung dịch bằng cầu muối Điện cực phía trái: Zn ® Zn2+ + 2e (cathode) (Zn2+ từ thanh Zn sang dung dịch) Điện cực phải: Cu2+ + 2e ® Cu (anode) (Cu2+ từ dung dịch sang thanh Cu) Phản ứng: Zn + Cu2+ ® Zn2+ + Cu Sơ đồ pin: (-) Zn|Zn2+ || Cu2+|Cu (+) • Quy ước: - Dòng điện trong pin đi từ trái sang phải - Kí hiệu | chỉ bề mặt phân cách giữa 2 pha, - Kí hiệu || chỉ cầu muối
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ !"#$%&$'()(*+'"$&,' 1. Sự hình thành tế bào Galvani Viết sơ đồ pin trong đó xảy ra các phản ứng sau: 1. I2 + H2 → 2HI 2. Cu + 2AgCl → 2Ag + 2Cl- + Cu2+ 3. 2AgBr + I2 → 2AgI + Br2 4. Ag + Fe(NO3)3 → AgNO3 + Fe(NO3)2 5. HgO + H2 → Hg + H2O 6. 10 Cl- + 2MnO4- + 16H+ → 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2O
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ !"#$%&$'()(*+'"$&,' 1. Sự hình thành tế bào Galvani Viết sơ đồ pin trong đó xảy ra các phản ứng sau: 1. I2 + H2 → 2HI Cực (–) H2 – 2e → 2H+ Cực (+) I2 + 2e → 2I– Sơ đồ pin: (-) (Pt) H2|H+ || I–| I2 (+) Hoặc: (-) (Pt) H2|H+ , I–| I2 (+) 2. Cu + 2AgCl → 2Ag + 2Cl- + Cu2+ Cực (–) Cu – 2e → Cu2+ Cực (+) AgCl + 1e → Ag + Cl– Sơ đồ pin: (-) Cu|Cu2+ || Cl–| AgCl | Ag (+) Hoặc: (-) Cu|Cu2+, Cl–| AgCl | Ag (+)
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 2. Sức điện động • Sức điện động của 1 pin điện hóa (EMF - x) : tổng đại số của thế Galvani trên pin khi pin làm việc thuận nghịch VD. Xét pin : (-) Zn|Zn2+ || Cu2+|Cu (+) gồm các thế - Thế điện cực Cu – Cu2+ - Thế tiếp xúc: Cu – dây dẫn - Thế tiếp xúc: Zn – dây dẫn - Thế điện cực Zn – Zn2+ - Thế khuếch tán dung dịch ≈0 ≈0 ≈0 (Do dùng cầu muối)
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 2. Sức điện động • Đo sức điện động: Phép đo chính xác khi pin làm việc thuận nghịch - + - + A C B R R2 1 G Nguyên tắc đo K - + Thực nghiệm: G K -+ R1 + R2 = const EN hoặc EX EN hoặc EX ü Với pin mẫu (VD: Weston x = 1.018 V): khi IG = 0 ® BC = RN ü Với pin cần đo: khi IG = 0 ® BC = RX
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 3. Phương trình nhiệt động cơ bản của pin điện hoá • Năng lượng tự do • Biến thiên entropi • Biến thiên entanpi • Sức điện động
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 4. Ứng dụng của phép đo sức điện động • Pin mẫu Weston 8 (-) Cd(Hg)|CdSO4. H2O|CdSO4(aq) 3 (+) Hg|Hg2SO4|CdSO4(aq) Sơ đồ pin: 8 (-) Cd(Hg)|CdSO4. H2O|CdSO4Hg2SO4|Hg (+) 3 x = 1,018 V !"#$%&'()*+*,-./*012345&1*6%477*891:
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 4. Ứng dụng của phép đo sức điện động • Đo pH: đo EMF của pin gồm ü Điện cực so sánh: điện cực bạc clorua, điện cực calomel ü Điện cực phụ thuộc pH: Điện cực hydro: E = -0,059pH Điện cực quinhydrone E = 0,6997 - 0,059pH Điện cực bismuth E = 0,132 - 0,059pH Điện cực antimony E = -0,050 - 0,059pH
III. SỨC ĐIỆN ĐỘNG VÀ PIN ĐIỆN HOÁ 4. Ứng dụng của phép đo sức điện động • Xác định g± VD: Xác định g± trong dung dịch HCl Xét phản ứng trong pin ½ H2(1atm)+ AgCl = Ag + H+(m)+ Cl-(m) Xác định g±: tạo pin không cầu muối Đo giá trị x và nồng độ m, tính g±

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.