CHUYEÂN ÑEÀ ÑIEÄN HOÙA HOÏC

I.PHAÛN ÖÙNG OXI HOÙA - KHÖÛ Laø phaûn öùng coù söï thay ñoåi soá oxi hoùa cuûa caùc nguyeân toá  Coù söï trao ñoåi e  Goàm hai quaù trình: Chaát khöû 1 oxihoùa 1 Chaát oxihoùa 2 khöû 2 - e - + e -  QT oxi hoùa  QT khöû Chaát khöû 1 + chaát oxi hoùa 2  oxi hoùa 1 + chaát khöû 2

Ví duï: Zn + CuSO 4  ZnSO 4 + Cu Zn e  Zn 2+ Cu e  Cu 0 Zn daïng khöû / Zn 2+ daïng oxi hoùa Cu 2+ daïng oxi hoùa/ Cu daïng khöû Caân baèng phaûn öùng oxi hoùa khöû (xem SGK) Vaäy: Zn + Cu 2+  Zn 2+ + Cu  Phaûn öùng treân xaây döïng töø 2 caëp oxi hoùa-khöû: Zn 2+ /Zn vaø Cu 2+ /Cu  Moãi caëp oxi hoùa khöû coù 1 theá ñieän cöïc ñaëc tröng  oxi hoùa /khöû

Baøi taäp Cho caùc phaûn öùng oxi hoùa –khöû, vieát caùc quaù trình khöû vaø oxihoa xaûy ra trong phaûn öùng.cho bieát caùc caëp oxi hoùa khöû töông öùng cuûa phaûn öùng? 1.Al + CuSO 4  Cu + Al 2 (SO 4 ) 3 2.KMnO 4 + KNO 2 + H 2 SO 4  MnSO 4 + KNO 3 + H 2 O 3.HNO 2 + Br 2 + H 2 O  HNO 3 + HBr 4.FeCl 3 + KI  FeCl 2 + I 2 + KCl 5.Mn + Cl 2 + 2NaOH  Mn(OH) 2 +2NaCl

3.Theá ñieän cöïc – phöông trình Nernst - Theá ñieän cöïc laø ñaïi löôïng theá hieäu ñaëc tröng cho quaù trình ñieän cöïc hay ñieän cöïc, kyù hieäu laø . Phöông trình Nernst n: soá electron trao ñoåi trong quaù trình ñieän cöïc; [Ox], [Kh]: tích noàng ñoä caùc chaát tham gia daïng oxyhoùa, daïng khöû; F: soá Faraday; R: haèng soá khí ; T: nhieät ñoä tuyeät ñoái.  phuï thuoäc: - baûn chaát ñcöïc - nhieät ñoä - noàng ñoä

Ví duï: Baûng theá ñieän cöïc tieâu chuaån ÔÛ 25 0 C ta coù: ÔÛ ñk chuaån: C caùc chaát = 1   0 Ñoái vôùi ñieän cöïc kim loaïi : Ví duï: Tính  cuûa Fe 3+ /Fe 2+ ôû 25 0 C bieát [Fe 3+ ] =0,5M, [Fe 2+ ] =1M = 0,77 + 0,059 lg0,5 (V) Fe e  Fe 2+  0 Fe3+/Fe2+ = + 0,77V

II.PIN ÑIEÄN HOÙA (NGUYEÂN TOÁ GALVANIC) 1.Phaûn öùng oxi hoùa – khöû vaø doøng ñieän a.Phaûn öùng oxi hoùa – khöû xaûy ra trong dung dòch Zn + Cu 2+  Cu + Zn 2+, Hoùa naêng  nhieät (Söï trao ñoåi e tröïc tieáp ) ZnSO 4 CuSO 4 maøng xoáp Zn(  ) (+)Cu b.Khoâng cho chaát oxi hoùa vaø khöû tieáp xuùc tröïc tieáp Zn e  Zn 2+ Cu e  Cu 0 Coù söï trao ñoåi e qua daây daãn  doøng ñieän

2.Pin ñieän hoùa (nguyeân toá galvanic) - Goàm 2 ñieän cöïc noái vôùi nhau baèng moät daây daãn kim loaïi. - Ñieän cöïc ñôn giaûn : 1 thanh kim loaïi nhuùng trong dung dòch chaát ñieän li cuûa noù ZnSO 4 CuSO 4 maøng xoáp Zn (  ) (+) Cu Hoaït ñoäng cuûa nguyeân toá Cu  Zn: Nguyeân toá Cu  Zn: (  ) Zn  Zn 2+  Cu 2+  Cu (+) Zn + Cu 2+  Cu + Zn 2+,

 Coù theå taïo ñöôïc moät pin ñieän hoùa döïa treân moät phaûn öùng oxi hoùa – khöû (treân cô sôû 2 caëp oxihoa/khöû) Kí hieäu pin ñieän hoùa: (-) M I | ddM I || ddM II | M II (+) Caëp oxh/kh 1 Caëp oxh/kh 2 VD1: Xaùc ñònh pin taïo thaønh töø 2 caëp oxi hoùa /khöû: Pb 2+ /Pb vaø Ag + /Ag Cho  0 (Pb 2+ /Pb) = - 0,126V ;  0 (Ag + /Ag)=+0,799 V VD2: Xaùc ñònh pin taïo thaønh töø 2 caëp oxi hoùa /khöû: I 2 /2I - vaø Fe 3+ /Fe 2+ Cho  0 (I 2 /I - ) = + 0,536V ;  0 (Fe 3+ /Fe 2+ )=+0,771V (-) Pb | Pb 2+ || Ag + |Ag (+) M: Kim loaïi ddM : dung dòch muoái (-)Pt, I 2 | I - || Fe 3+, Fe 2+ | Pt (+) (nhöôøng e) (nhaän e) Cöïc aâm: Pb -2e  Pb 2+ Cöïc döông: Ag + + e  Ag

Suaát ñieän ñoäng cuûa pin E (V) E =  (+) -  (-) E o =  0 (+) -  0 (-)  G =  n F E  G o =  n F E o =  RTln K F : haèng soá Faraday :  G : theá ñaúng aùp (J) n: soá electron trao ñoåi E : suaát ñieän ñoäng cuûa pin (V) VD1: Xaùc ñònh pin taïo thaønh töø 2 caëp oxi hoùa /khöû: Pb 2+ /Pb vaø Ag + /Ag Cho  0 (Pb 2+ /Pb) = - 0,126V ;  0 (Ag + /Ag)=+0,799 V VD2: Xaùc ñònh pin taïo thaønh töø 2 caëp oxi hoùa /khöû: I 2 /2I - vaø Fe 3+ /Fe 2+ Cho  0 (I 2 /I - ) = + 0,536V ;  0 (Fe 3+ /Fe 2+ )=+0,771V (-) Pb | Pb 2+ || Ag + |Ag (+) (-)Pt, I 2 | I - || Fe 3+, Fe 2+ | Pt (+)  E 0 = 0,799 – (-0,126) = 0,925V  E 0 = 0,771 – (0, 536) = 0,235V

III.CHIEÀU PHAÛN ÖÙNG OXI HOÙA KHÖÛ  0 oxi hoùa 1/khöû 1 LÔÙN  Oxi hoùa 1 : tính oxi hoùa   Khöû 1 : tính khöû   0 oxi hoùa 2/khöû 2 NHOÛ  Oxi hoùa 2 : tính oxi hoùa   Khöû 2 : tính khöû  Chieàu phaûn öùng oxi hoùa khöû: Oxi hoùa maïnh + khöû maïnh  oxi hoùa yeáu + khöû yeáu

 Theo quy taéc: Phaûn öùng oxyhoùa-khöû xaûy ra theo chieàu daïng oxyhoùa cuûa quaù trình ñieän cöïc coù  lôùn hôn seõ oxyhoùa daïng khöû cuûa quaù trình ñieän cöïc coù  nhoû hôn.  quy taéc  : - xeáp hai caëp oxh/khöû theo chieàu taêng daàn - Vieát qui taéc  VD2: Xaùc ñònh pin taïo thaønh töø 2 caëp oxi hoùa /khöû: I 2 /2I - vaø Fe 3+ /Fe 2+ Cho  0 (I 2 /I - ) = + 0,536V ;  0 (Fe 3+ /Fe 2+ )=+0,771V (-)Pt, I 2 | I - || Fe 3+, Fe 2+ | Pt (+)  E 0 = 0,771 – (0, 536) = 0,235V I 2 Fe 3+ 2I - Fe 2+   Phaûn öùng xaûy ra trong pin: Fe I -  I 2 + Fe 2+

Baøi taäp 1. Tính suaát ñieän ñoäng vaø cho bieát caùc quaù trình ñieän cöïc, phaûn öùng oxy hoaù - khöû xaûy ra trong pin (–) Mg / Mg 2+ // Zn 2+ / Zn (+) : . ÔÛ ñieàu kieän chuaån. . Khi [Mg 2+ ] = 0,1 mol/ lit ; [Zn 2+ ] = 0,01 mol/ lit. Cho: 2. Xaùc ñònh cöïc aâm, cöïc döông, vieát kyù hieäu pin, phöông trình phaûn öùng xaûy ra trong pin vaø tính söùc ñieän ñoäng cuûa pin ôû ñieàu kieän chuaån cuûa caùc pin ñieän sau: a) Mg – Alb) Pb – Cd c) Sn – H 2 d) Ñieän cöïc platin nhuùng trong dung dòch chöùa Sn 4+, Sn 2+ vaø ñieän cöïc platin nhuùng trong dung dòch chöùa Cr 3+, Cr 2+. Bieát: ñieän cöïc  0 (V) : –2,37 –1,66 –0,136 0,15 –0,42 –0,126 –0,41 0,0

. Coù theå oxy hoaù axit HNO 2 thaønh HNO 3 baèng Br 2 vaø I 2 ñöôïc khoâng? Thaønh laäp vaø caân baèngphöông trình phaûn öùng oxy hoaù – khöû xaûy ra. Bieát: 4. Cho 2 heä ñieän hoaù: 2Br –  Br 2 + 2e, b) 2Cl –  Cl 2 + 2e, Xaùc ñònh phaûn öùng oxy hoaù – khöû xaûy ra khi troän 2 heä ñieän hoaù ñaõ cho ôû ñieàu kieän chuaån vaø tính suaát ñieän ñoäng cuûa pin töông öùng ôû ñieàu kieän naøy. 5. Cho phaûn öùng: Mn + Cl 2 + 2NaOH  Mn(OH) 2 +2NaCl. Hoûi phaûn öùng xaûy ra theo chieàu naøo? Bieát Tính suaát ñieän ñoäng cuûa pin ôû ñkc? Tính  G cuûa phaûn öùng? 6. Phaûn öùng 5Fe 3+ +Mn H 2 O ↔5Fe 2+ +MnO H 2 O xaûy ra theo chieàu naøo? Bieát  0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) = 0,77V ;  0 (MnO 4 - /Mn 2+ ) = 1,491V

IV.SÖÏ ÑIEÄN PHAÂN Söï ñieän phaân: phaûn öùng oxi hoùa khöû xaûy ra treân beà maët ñieän cöïc khi coù doøng ñieän moät chieàu ñi qua  Bieán ñoåi ñieän naêng thaønh hoùa naêng Quaù trình ôû catot (-): nhaän e (quaù trình khöû)  Chaát naøo coù tính oxi hoùa maïnh nhaän tröôùc Quaù trình ôû anot (+): nhöôøng e (quaù trình oxi hoùa)  Chaát naøo coù tính khöû maïnh nhöôøng tröôùc (Ñoïc theâm SGK)

Ví duï: Ñieän phaân dd CuSO 4 Trong dd CuSO 4 bò ñieän ly : CuSO 4  Cu 2+ + SO 4 2- Catod (-)Anod (+) Cu 2+, H 2 OSO 4 2-, H 2 O Cu e  Cu2H 2 O –2e  4 H + + O 2  Phaûn öùng: CuSO 4 + H 2 O  Cu + O 2 + H 2 SO 4 Ví duï: Ñieän phaân dd NaCl Trong dd NaCl bò ñieän ly : NaCl  Na + + Cl - Catod (-)Anod (+) Na +, H 2 OCl -, H 2 O H 2 O +2 e  1/2H 2 + OH - 2Cl - –2e  Cl 2  Phaûn öùng: NaCl + H 2 O  H 2 + Cl 2 + NaOH