1. Trang Chủ
  2. Khác (Hóa học)
  3. Điện hóa học - phin điện hóa

Điện hóa học - phin điện hóa

ĐIỆN HÓA HỌC LOGO Mục tiêu 1. Sử dụng được bảng thế oxy hóa khử tiêu chuẩn để chỉ ra chiều của một phản ứng oxy hóa khử. 2 . Viết được công thức và tính được suất điện động của nguyên tố Ganvani. . Mô tả và viết được công thức thế điện cực của 3 một số loại điện cực thường sử dụng trong hóa học. 4. Nêu được những nguyên tắc chung sử dụng nguyên tố Ganvani trong việc xác định pH bằng phương pháp điện hóa. 1 1 1 1 1 1 . Phản ứng oxy hóa kh

Thể loại Giáo án bài giảng Khác (Hóa học)

Số trang 24

Ngày tạo 1/6/2017 2:41:47 AM +00:00

Loại tệp pdf

Kích thước

Tên tệp dien hoa hoc 20142015 pdf

Download

ĐIỆN HÓA HỌC  
LOGO  
Mục tiêu  
1. Sử dụng được bảng thế oxy hóa khử tiêu  
chuẩn để chỉ ra chiều của một phản ứng oxy hóa  
khử.  
2
. Viết được công thức và tính được suất điện  
động của nguyên tố Ganvani.  
. Mô tả và viết được công thức thế điện cực của  
3
một số loại điện cực thường sử dụng trong hóa  
học.  
4. Nêu được những nguyên tắc chung sử dụng  
nguyên tố Ganvani trong việc xác định pH bằng  
phương pháp điện hóa.  
1
1
1
1
1
1
. Phản ứng oxy hóa khử  
.1. Định nghĩa  
.2. Số oxy hóa  
.3. Cân bằng phản ứng oxy hóa khử  
.4. Đương lượng gam của chất trong pứ O-K  
.5.Thế oxy hóa khử và chiều hướng của pứ O-K  
•
ɛo/k là đại lượng đặc trưng cho khả năng tham  
gia vào pứ O-K của 1 cặp oxy hóa khử liên  
hợp  
0
•
•
ɛ : thế oxy hóa khử tiêu chuẩn  
o/k  
Quy tắc :  
0
0
Oxh  
Kh  
Oxh  
Kh  
nhỏ <  
lớn  
Pứ diễn ra theo chiều  
Oxh-mạnh + khử-mạnh  Oxh-yếu + khử-yếu  
Ví dụ:  
+
+
2
2
0 Co  
0
Sn  
= -0,28v  = -0,14v  
<
Co  
Sn  
pứ theo chiều  
2
+
2+  
Sn + Co  Sn + Co  
2
2
. Nguyên tố Ganvani  
.1. Nguyên tố Daniells - Iacobi  
2
+
2+  
•
•
-
-
Kí hiệu pin: - Zn/ Zn // Cu /Cu +  
Phản ứng điện cực:  
2+  
Zn – 2e → Zn  
2+  
Cực âm:  
Cực dương: Cu + 2e → Cu  
2+  
2
+
Zn + Cu → Zn + Cu  
2.2. Sự xuất hiện thế điện cực  
Zn  
Cu  
Kim loại hoạt động  
Kim loại kém hoạt động  
2.3. Công thức Nernst  
Phản ứng tổng quát trên điện cực  
ox + ne ↔ kh  
RT [Ox]  
0
ɛ = ɛ + ln  
nF [Kh]  
ɛ: Thế điện cực  
ɛ0: Thế điện cực tiêu chuẩn  
R = 8,31J/mol.K  
F = 96500C  
n: số e trao đổi trên pứ điện cực  
[
Ox], [Kh]: nồng độ dạng ox-h và dạng khử.  
0
,059 [Ox]  
0
ɛ = ɛ + lg  
n
[Kh]  
•
Ví dụ: đối với nguyên tố Daniell - Iacobi  
2
+
0
*
Cu + 2e = Cu  
+
2
Cu ]  
0
,059  
2
[
lg [  
Cu]  
2
+
0 2+  
Cu / Cu  
Ɛ
= Ɛ  
+
Cu / Cu  
0
,059  
2
2
+
0 2+  
lg[ Cu2+]  
Ɛ
= Ɛ  
+
Cu / Cu  
Cu / Cu  
*
Zn - 2e = Zn2+  
0
,059  
lg[ Zn2+]  
2
+
0 2+  
= Ɛ  
Zn / Zn  
Ɛ
+
Zn / Zn  
2
2.4. Suất điện động của pin E (v):  
E = ɛ - ɛ  
pin  
+
-
(0< E < 2,5v)  
•
Ví dụ 1:  
2
+
+ 0  
1
Cho 2 cặp o-k: Cu /Cu , ɛ = +0,15v  
-
0
I /2I , ɛ = +0,54v  
2
2
Viết sơ đồ pin và biểu thức tính sức điện động  
của pin.  
Giải:  
+
-
2+  
I + 2Cu  2I + 2Cu  
2
2
+
+
-
-
(Pt) / Cu , Cu // I / I (Pt) +  
2
E = Ɛ - Ɛ-  
+
+
2
Cu  
+
lg  
2
0
,059  
0,059  
[
I ]  
0
2
0
1
−
=
=
Ɛ +  
lg - Ɛ -  
2
2
2
I
Cu  
2
2
−
+
2
[
I ] Cu+  
Cu  
0
0
Ɛ - Ɛ - 0,059lg  
2
1
•
Ví dụ 2:  
a. Phản ứng sau đây diễn ra theo chiều nào? Vì  
sao?  
Co(NO ) + Sn  Sn(NO ) + Co  
3
2
3 2  
Ɛ0  
2+  
= -0,28v Ɛ  
0 2+  
= -0,14v  
Co / Co  
Sn / Sn  
b. Tính sức điện động của nguyên tố  
2+ 2+  
-
Co/ Co (0,02M)// Sn (0,01M)/Sn +  
Giải:  
+
+
2
2
Co  
0
0
Sn  
a.    pứ theo chiều nghịch  
<
Co  
Sn  
2
+
2+  
Sn + Co  Sn + Co  
0
,059  
2
+
b. Ɛ  
= -0,14 +  
= -0,28 +  
lg(0,01) = -0,199v  
lg(0,02) = -0,33v  
Sn / Sn  
2
0
,059  
2
2
+
Ɛ
Co / Co  
2
+
2+  
E = Ɛ  
- Ɛ  
= -0,199 – (-0,33)  
Co / Co  
Sn / Sn  
=
0,131v  
•
Ví dụ 3:  
Thiết lập nguyên tố Ganvani gồm 2 điện cực  
2
+
2+  
Sn/Sn (0,1M) và Pb/Pb (0,001M)  
Ɛ0  
2+  
= -0,13v Ɛ  
0 2+  
= -0,14v  
Pb / Pb  
Sn / Sn  
a. Tính Epin  
b. Tính E khi nồng độ các ion bằng nhau và  
pin  
bằng 0,1M.  
Giải:  
0
,059  
2
2
+
0 2+  
= Ɛ  
Pb / Pb  
lg[ Pb2+]  
a. Ɛ  
+
Pb / Pb  
0
,059  
2
+
Ɛ
Ɛ
Ɛ
= -0,13 +  
lg(0,001) = -0,22v  
Pb / Pb  
2
0
,059  
2
+
0 2+  
lg[ Sn2+]  
= Ɛ  
+
Sn / Sn  
Sn / Sn  
2
0
,059  
2
2
+
= -0,14 +  
lg(0,1) = -0,17v  
Sn / Sn  
2+ 2+  
-
Pb/ Pb (0,001M)// Sn (0,1M)/Sn +  
2
+
2+  
- Ɛ  
E = Ɛ  
= -0,17 – (-0,22) = 0,05v  
Pb / Pb  
Sn / Sn  
2
+
2+  
b. Khi [Sn ] =[Pb ] =0,1M  
0
,059  
2
+
Ɛ
Ɛ
= -0,13 +  
lg(0,1) = -0,16v  
Pb / Pb  
2
0
,059  
2
+
= -0,14 +  
lg(0,1) = -0,17v  
Sn / Sn  
2
2+ 2+  
-
Sn/ Sn (0,1M)// Pb (0,1M)/Pb +  
2
+
2+  
- Ɛ  
E = Ɛ  
= -0,16 – (-0,17) = 0,01v  
Sn / Sn  
Pb / Pb  
2
.5. Pin nồng độ (C > C )  
2
1
2
+
2+  
-
Cu/ Cu (C )// Cu (C )/Cu +  
1
2
E = ɛ - ɛ  
C1  
pin  
C2  
0
,059 C2  
E = lg  
pin  
2
C1  
3
3
. Một số loại điện cực  
.1. Điện cực kim loại M/Mn+  
Pứ điện cực:  
n+  
M + ne ↔ M  
0
,059  
n
n+  
0 n+  
M / M  
lg[ Mn+]  
Ɛ = Ɛ  
+
M / M  
+
3
.2. Điện cực khí Hydro: (Pt) H / H  
2
H 1atm  
2
Pt  
Pứ điện cực:  
+
H + 2e ↔ H2  
2
0
,059  
+
0 +  
+ 2  
Ɛ2  
Ɛ2  
= Ɛ  
+ lg[ H ]  
H / H2  
2H / H2  
2
+
+
= 0,059lg[H ] = -0,059pH  
H / H2  
3.3. Điện cực oxy hóa – khử  
3
+
2+  
(
Pt)/ Fe , Fe  
Pt  
-
2+  
+
(
Pt)/ MnO , Mn , H  
4
+
(
Pt)/ C H O , C H (OH) , H  
6
4 2  
6 4  
2
Pứ điện cực:  
Fe + e ↔ Fe  
3+  
2+  
+
3
,059 [Fe ]  
+
1
0
3
+ 2+  
0 3+ 2+  
= Ɛ + lg  
Fe / Fe  
Ɛ
Fe / Fe  
2
[Fe ]  
-
.4. Điện cực calomen: Hg/Hg Cl , Cl  
2 2  
Pt  
3
Pứ điện cực  
Hg  
-
Hg Cl + 2e ↔ 2Hg + 2Cl  
2
2
2
+
(
Hg + 2e ↔ 2Hg)  
2
0,059  
+ lg[Hg ]  
ꢀ
2
ꢁ
ƐHg2Cl2/Hg = Ɛ0  
2+  
ꢀ
Hg2 /2Hg  
0
+ lg  
2
,059 T  
ꢂꢃ2Cꢄ2  
0
2+  
Hg2 / 2Hg  
−
2
Ɛ = Ɛ  
cal  
Cꢄ  
0
,059  
Ɛ0  
2+  
+ lgT – 0,059lg[Cl ]  
-
=
Hg2 / 2Hg  
Hg2Cl2  
2
0
-
Ɛ = Ɛ – 0,059lg [Cl ]  
cal  
cal  
3.5. Điện cực thủy tinh  
Ɛthủy tinh = Ɛ0  
+ 0,059 lg [H+]  
– 0,059 pH  
thủy tinh  
Ɛ0  
thủy tinh  
=
HCl 0,1M  
4
4
*
. Ứng dụng của các nguyên tố Ganvani  
.1. Xác định Ɛ0  
oxh/kh  
Thiết lập pin: + Điện cực hidro chuẩn  
+
1 Điện cực có cặp oxi hóa khử cần  
xác định thế.  
2+ +  
Ví dụ: - Zn/Zn (1M) // H (1M)/H (Pt) +  
2
*
E = Ɛ0  
+
0 2+  
- Ɛ  
Zn / Zn  
H / H2  
=
0,76 (v)  
Ɛ0  
2+  
= - 0,76 (v)  
Zn / Zn  
4.2. Xác định pH bằng phương pháp điện hóa  
-
Thiết lập pin: + Điện cực calomen  
+
Điện cực có thế phụ thuộc pH  
*
Ví dụ: - thủy tinh-calomen +  
E = Ɛ - Ɛ  
cal  
thủy tinh  
+ 0,059 pH  
thủy tinh  
0
=
Ɛ - Ɛ  
cal  
E− Ɛcal + Ɛ0thủy tinh  
pH=  
0
,059  
nguon VI OLET
Hóa học 8 Hóa học 9 Hóa học 10 Hóa học 11 Hóa học 12 Hóa học 10 nâng cao Hóa học 11 nâng cao Hóa học 12 nâng cao Khác (Hóa học)