Bài giảng Hằng số đặc trưng của các cân bằng hóa học đơn giản trong nước

Cân bằng hóa học là sự cân bằng về số lượng nguyên tố của các chất trong hai vế của một phản ứng hóa học. Nguyên tắc: số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau.Đặt ẩn số là các hệ số hợp thức.Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân bằng nguyên tố và lập phương trình đại số. Chọn nghiệm tùy ý cho một ẩn, rồi dùng hệ phương trình đại số để suy ra các ẩn số còn lại. Phương pháp cân bằng electron. Nguyên tắc: dựa vào sự bảo toàn electron...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hằng số đặc trưng của các cân bằng hóa học đơn giản trong nước CHƯƠNG 3 HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HOÁ HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚCGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 1 NỘI DUNG CHÍNH (2LT + 2BT)I. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬII. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂNIII. ỨNG DỤNGGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 2 MỞ ĐẦU Yêu cầu của PứHH: xảy ra hoàn toàn. Khái niệm “hoàn toàn” có tính chất tương đối vì đa số các pứhh đều thuận nghịch K(1) aA + bB dD + eE K(2) Mức độ “hoàn toàn” được đánh giá qua K. K > 107: pứ xảy ra hoàn toànGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 3I. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ1. Bán cân bằng trao đổi điện tử2. Cân bằng trao đổi điện tử 2.1. Hằng số cân bằng, dự đoán chiều phản ứng 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đôi oxy hóa khửGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 4 1. Bán cân bằng trao đổi điện tửĐN: Là quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 dạng oxy hoá (ox) và khử (kh) của một đôi oxy hoá khử liên hợp(ox/kh)GV: Trần T Phương ThảoĐHBK 5 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử M M – ne- → Mn+ (1) - + - + - + Mn+ Mn+ + ne- → M (2) - + - + - + (1) > (2)GV: Trần T Phương ThảoĐHBK 6 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Me + - + - + - + - + - + - e- Mn+ + me- → M(n-m)+GV: Trần T Phương ThảoĐHBK 7 Điện cực hydro tiêu chuẩn Quy ước: Pt E02H+/H2 = 0 VGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 8GV: Trần T Phương ThảoĐHBK 9 n+ - M + ne ⇒ M - H 2 - 2e ⇒ 2H + Tổng cộng n+ nM + H 2 ⇔ M + nH +ĐHBK 2GV: Trần T Phương Thảo 10 ⎛ (H ) + n ⎞ΔG T = - n.F.ΔE = ΔG 0 T + RT.ln⎜ n + ⎟ ⎜ (M ).(PH )n/2 ⎟ ⎝ 2 ⎠ΔE = E M n+ /M - E 2H + /H = E M n+ /M 2 0 n+⇒ ΔG T = ΔG T - RT.ln(M ) = - n.F.E M n+ /M ΔG 0 T RT n+⇒ E M n+ /M =- + .ln(M ) nF nFGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 11 1. Bán cân bằng trao đổi điện tửKhi hiện diện trong nước, cặp ox/kh tạo chodd một thế tính theo phương trình Nernst:GV: Trần T Phương ThảoĐHBK 12 1. Bán cân bằng trao đổi điện tửVới: E0: hằng số đặc trưng cho khả năng oxy hóa - khử của đôi ox/kh liên hợp R = 8,3144 J/mol.oK T = 298oK F = 96493 Cb/mol (ox), (kh): hoạt độ của 2 dạng ox và kh (với arắn = 1 và pkhí = 1 atm)GV: Trần T Phương ThảoĐHBK 13 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Thay các giá trị và nếu dd loãng, thay hoạt độ bằng nồng độ: 0,059 [ox] o E=E + lg (1) n [kh] o 0,059 [ox] + m E=E + lg( .[H ] ) (2) n [kh] o 0,059 [ox] + m E=E + lg( p .[H ] ) (3) nGV: Trần T Phương Thảo [kh]ĐHBK 14 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Ở điều kiện (25oC, 1atm); pH 0 và [ox] = [kh]: → E = E0 E0 là: thế oxy hoá chuẩn thể hiện cho khả năng oxy hoá hay khử của hai dạng liên hợp hằng số đặc trưng của bán cân bằng trao đổi điện tửGV: Trần T Phương ThảoĐHBK 15 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử PbO2↓ + 4H+ + 2e ↔ Pb2+ +2H2O Cl2 ↑ + 2e ↔ 2Cl- ...