Cơ sở lý thuyết hóa học _Chương 8

Tài liệu luyện thi đại học dành cho học sinh hệ Trung học phổ thông ôn thi tốt nghiệp và ôn thi Đại học - Cao đẳng tham khảo ôn tập và củng cố lại kiến thức. Nôi dung chương: các quá trình điện hóa
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở lý thuyết hóa học _Chương 8 Bài giảng cơ sở lý thuyết hoá học Ch¬ng VIII: c¸c qu¸ tr×nh ®iÖn ho¸I.Nguyªn t¾c biÕn hãa n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng1. Ph¶n øng oxy ho¸ khö VÝ dô: XÐt ph¶n øng oxy ho¸ khö th«ng thêng x¶y ra trong dung dÞch khi nhóng thanhZn vµo dd CuSO4 Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Zn + Cu2+ ® Zn2+ + Cu DHo = -230 KJ 2e Cu2+ trùc tiÕp ®Õn thanh Zn nhËn e Zn-2e =Zn2+ Qu¸ tr×nh «xi hãa Cu2+ +2e = Cu Qu¸ tr×nh khö è §Æc ®iÓm cña ph¶n øng «xi hãa khö: - e trùc tiÕp tõ chÊt khö sang chÊt «xi hãa. - N¨ng lîng ph¶n øng «xi hãa khö gi¶i phãng díi d¹ng nhiÖt. Trong ph¶n øng oxy ho¸ khö nµy chÊt khö vµ chÊt oxy ho¸ ®îc tiÕp xóc víi nhau, c¸celectron sÏ ®îc chuyÓn trùc tiÕp tõ chÊt khö sang chÊt oxy ho¸ vµ n¨ng lîng cña ph¶n øngho¸ häc ®îc to¶ ra díi d¹ng nhiÖt. Nhng nÕu ta thùc hiÖn qu¸ tr×nh oxy ho¸ Zn vµ qu¸tr×nh khö Cu2+ ë 2 n¬i riªng biÖt vµ cho e chuyÓn tõ Zn sang Cu2+ b»ng 1 d©y dÉn ®iÖn, cãnghÜa lµ t¹o nªn mét dßng e nhÊt ®Þnh th× n¨ng lîng cña ph¶n øng nµy ®îc chuyÓn thµnh®iÖn n¨ng, lµm xuÊt hiÖn trong d©y dÉn 1 dßng ®iÖn ngîc chiÒu víi dßng electron. §ã cònglµ qu¸ tr×nh x¶y ra trong mäi pin.2. Nguyªn t¾c biÕn hãa n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng - Thùc hiÖn qu¸ tr×nh «xi hãa ë 1 n¬i, qu¸ tr×nh khö ë mét n¬i kh¸c. - Cho e chuyÓn tõ chÊt khö sang chÊt «xi hãa nhê d©y dÉn ®iÖn th× n¨ng lîng cña ph¶n øng hãa häc (gi¶i phãng díi d¹ng nhiÖt) sÏ biÕn thµnh ®iÖn n¨ng à ®îc gäi lµ 1 pin. Pin lµ 1 dông cô thùc hiÖn nguyªn t¾c biÕn hãa n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng.3.CÊu t¹o ho¹t ®éng cña pin Cu-Zna. CÊu t¹o: gåm 2 ®iÖn cùc + Mét cùc lµ Zn nhóng vµo dung dÞch ZnSO4 + Mét cùc lµ Cu nhóng vµo dung dÞch CuSO4 Hai ®iÖn cùc nµy ®îc nèi víi nhau b»ng 1 d©y dÉn ®iÖn. Hai dung dÞch ZnSO4 vµ CuSO4®îc nèi víi nhau b»ng mét mµng ng¨n. thinhbk@gmail.com Bài giảng cơ sở lý thuyết hoá học Thanh Zn cã d e ( d ®tÝch -) h¬n thanh Cu => thanh Zn lµ cùc ©m (-),, thanh Cu lµ ®iÖncùc d¬ng (+).b. Ho¹t ®éng Cùc (-):x¶y ra qu¸ tr×nh oxy ho¸: Zn - 2e ® Zn2+ ð ®iÖn cùc Zn bÞ ¨n mßn dÇn (®iÖn cùc mßn dÇn) vµ Zn2+ t¨ng dÇn. Cùc (+): x¶y ra qu¸ tr×nh khö: Cu2+ + 2e ® Cu2+ . ð ®iÖn cùc Cu dµy thªm , nång ®é Cu2+ gi¶m Ph¶n øng tæng céng x¶y ra trong pin: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu * KÝ hiÖu pin: VËt liÖu lµm Dd nhóng Dd nhóng VËt liÖu ®iÖn cùc 1 ®iÖn cùc 1 ®iÖn cùc 2 lµm ®iÖn cùc 2 => s¬ ®å pin Cu-Zn: (-)Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu (+) Khi nèi ®iÖn cùc Cu vµ Zn b»ng 1 d©y dÉn, c¸c e sÏ chuyÓn tõ cùc Zn (-) sang cùc (+) dogi÷a 2 cùc cã sù chªnh lÖch thÕ, lµm xuÊt hiÖn mét dßng ®iÖn di chuyÓn ngîc chiÒu víidßng electron. Nh vËy, ®Ó t¹o dßng ®iÖn trong pin th× gi÷a 2 ®iÖn cùc ph¶i xuÊt hiÖn méthiÖu sè ®iÖn thÕ.II. C¸c lo¹i ®iÖn cùc 1. §iÖn cùc kim lo¹i: Khi nhóng thanh kim lo¹i M vµo níc th× do t¬ng t¸c cña M c¸c ph©n tö níc cã cùc ->c¸c ion kim lo¹i bÞ t¸ch ra khái bÒ mÆt kim lo¹i ®i vµo dung dÞch cßn c¸c e ë l¹i trong thanh kim lo¹i. KÕt qu¶ thanh kim lo¹i sÏ tÝch ®iÖn ©m, cßn dung dÞch s¸t kim lo¹i sÏ tÝch ®iÖn d¬ng, t¹o thµnh mét líp ®iÖn + + tÝch kÐp. + + Trong dung dÞch tån t¹i c©n b»ng: M ⇄ Mn+ + neNÕu thªm muèi chøa ion Mn+ vµo dung dÞch trªn th× c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu nghÞchvµ sÏ cã mét sè ion Mn+ tõ dung dÞch chuyÓn vµo thanh kim lo¹i vµ c©n b»ng trªn vÉn ®îcthiÕt lËp. Khi c©n b»ng, gi÷a bÒ mÆt kimlo¹i- dung dÞch xuÊt hiÖn 1 hiÖu sè ®iÖn thÕ à gäi lµ thÕ®iÖn cùc kim lo¹i. ThÕ ®iÖn cùc kim lo¹i phô thuéc vµo: b¶n chÊt cu¶ KL vµ dung m«i, nång®é ion kim lo¹i M vµ nhiÖt ®é.NÕu xÐt ë cïng 1 nhiÖt ®é, cïng 1 dung m«i, thÕ ®iÖn cùc kim lo¹i ®Æc trng cho b¶n chÊtkim lo¹i: nÕu thÕ ®iÖn cùc cã gi¸ trÞ cµng (-) th× kim lo¹i häat ®éng cµng m¹nh vµ ngîc l¹i.2. §iÖn cùc tr¬ nhóng trong dung dÞch chøa cÆp oxy ho¸ khö thinhbk@gmail.com Bài giảng cơ sở lý thuyết hoá học - CÊu t¹o ®iÖn cùc tr¬: Kim lo¹i lµm ®iÖn cùc tr¬ vÒ mÆt hãa häc. VÝ dô Au, Pt.. - VÝ dô: xÐt ®iÖn cùc oxy ho¸ khö lµ mét thanh kim lo¹i Pt ®îc nhóng vµo dung dÞchchøa cÆp oxy ho¸ khö FeCl2, FeCl3. Khi ®ã Fe3+ sÏ lÊy e cña thanh Pt vµ chuyÓn thµnh Fe2+:Fe3+ + e ® Fe2+, nªn thanh Pt sÏ tÝch ®iÖn d¬ng, cßn dung dÞch d Cl- sÏ tÝch ®iÖn ©m. MÆtkh¸c, thanh Pt tÝch ®iÖn (+) ...