DÃY ĐIỆN HÓA -SỰ ĐIỆN PHÂN

Câu 1:
Có 4 kim loại Zn, Fe, Mg, Cu và 4 dung dịch ZnSO4, AgNO3 , CuCl2 , MgSO4 . Kim loại nào khử được cả 4 dung dịch muối :
a/. Fe b/. Mg c/. Zn d./ Cu e/ .Tất cả đều sai
Câu 2:
Nhúng lá Zn trong dung dịch CoCl2 thấy có Co phủ ngoài lá Zn. Nếu thay lá Zn bằng lá Pb thì không có hiện tượng nào xảy ra .Vậy tính khử của .
a/ Co > Zn>Pb b/. Pb > Co > Zn c/ Pb > Zn > Co d/. Zn > Co > Pb
Kiểm tra bài cu :
e/
d/.
DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI . SỰ ĐIỆN PHÂN .
Tiết 26 - 27
Nghiên cứu qúa trình điện hóa của kim loại và tìm hiểu về biến đổi năng lượng hóa học thành điện năng.
Ngược lại , sự biến đổi điện năng thành năng lượng hóa học (xảy ra trong thiết bị điện phân ).

Tiếp
I-KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA - KHỬ
Fe2+ + 2e ? Fe
Cu2+ + 2e  Cu
 
C .OXH + ne ? C. khử
Chất oxy hóa và chất khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxy hóa khử
Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu 
VD:
Kí hiệu:
Mn+
M

Cặp oxihoá -khử
VD:
Fe2+ ; Cu2+ ; Ag+
Fe Cu Ag
II- PIN ĐIỆN HÓA
- Nối 2 lá kim loại bằng một dây dẫn điện.
- Xuất hiện dòng điện một chiều đi từ Cu( điện cực + ) đến lá Zn ( điện cực -). Thiết bị này được gọi là pin điện hóa ( hình vẽ ). Suất điện động của pin điện hoá U = 1,10V.
HS quan sát thí nghiệm , nêu hiện tượng ?
1 Thí nghiệm :
-
+
2 – Giaûi thích :
- Ñieän cöïc Zn cöïc (-) :
Zn  Zn2+ + 2e
- Điện cực Cu cực(+):
Cu2+ + 2e ? Cu

- Trong cầu muối : NH4+,Zn2+ di chuyển sang cốc đựng d2 CuSO4; NO3?, SO42- di chuyển sang cốc đựng d2 ZnSO4. Làm cho các dung dịch muối luôn trung hòa điện.
Những qúa trình oxi hóa và khử xảy ra trên bề mặt các điện cực của pin điện hóa được viết bằng phương trình ion rút gọn sau :
Cu2+ + Zn ? Cu + Zn2+ .
Bám trên lá đồng
Di chuyển (mạch ngoài) Sang cực Cu cực (+)
Cực Zn đến
Trong dung dịch
-Tan dần
- Đi vào dung dịch
Trong qúa trình phóng điện CCu2+,CZn2+ thay đổi như thế nào?
3 - Nhận xét :
- Trong qúa trình phóng điện, nồng độ Cu2+ trong dung dịch giảm dần, nồng độ Zn2+ tăng dần .
- Phản ứng oxy hóa- khử xảy ra trong pin điện hóa đã sinh ra dòng điện một chiều
- Suất điện động E của pin điện hóa phụ thuộc vào :
* Bản chất cặp oxy hóa - khử của kim loại.
* Nồng độ các dung dịch nuối.
* Nhiệt độ .
Ví dụ : Các dung dịch muối có cùng nồng độ 1M và nhiệt độ 25oC:
Suất điện động của các pin:
- Pin Cu -Ag : 0,46 V
- Pin Pb - Cu : 0,47V
- Pin Zn - Pb: 0,63 V
Vì sao cần phải xác định thế điện cực chuẩn cho mỗi cặp oxihóa khử ?
suất điện động của một pin điện hóa là hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực kim loại của hai cặp oxy hóa khử .
III - THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI :
1 - Thế điện cực hiđro chuẩn :
a. Cấu tạo : Hình vẽ.
- Quy öôùc : Eo(H+/H2)= 0,00V.
III - THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI :
1 - Thế điện cực hiđro chuẩn :
2 - Thế điện cực chuẩn của kim loại :
VD1 : Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/Zn
+
-
*Cực (có tên anot ): sự oxihóa
Zn ? Zn2+ + 2e.
* Cực (có tên là catot) : sự khử
2H+ +2e ? H2
* Phản ứng oxy hóa-khử xảy ra trong pin điện hóa :
2e

Zn + 2H+ ? Zn 2+ + H2 ?
E0(Zn2+/Zn) = - 0,76 V
-
+
Cho biết các phản ứng xảy ra ở các điện cực và trong pin?
VD2 : Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Cu2+/Cu : (lắp pin điện hoá như hình vẽ)
+
-
+
-
H2  2H+ + 2e
Cu2+ + 2e ? Cu.
Cu2++ H2  Cu + 2H+
E0 (Cu2+/Cu ) = 0,34V.
Vậy Để xác định thế điện cực chuẩn của kim loại nào đó, ta thiết lập một pin điện hóa gồm điện cực chuẩn của kim loại ở bên phải với điện cực hydro chuẩn ở bên trái. Vôn kế cho biết hiệu số điện thế lớn nhất giữa hai điện cực chuẩn .
anot
Catot
sự OXH
sự khử
Cho biết các phản ứng xảy ra ở các điện cực và trong pin?
Cho biết cách xác đinh thế điện cực chuẩn của kim loại?
III - THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI :
1 - Thế điện cực hiđro chuẩn :
2 - Thế điện cực chuẩn của kim loại :
VD1 : Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/Zn.
VD2 : Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Cu2+/Cu.
+
-
-
+
E0(Zn2+/Zn) = - 0,76 V
E0 (Cu2+/Cu ) = 0,34V.
anot
anot
Catot
sự OXH
sự OXH
sự khử
Nếu ta sắp xếp các cặp oxihóa - khử
theo chiều E0 tăng dần thì ta được
dãy điện hóa chuẩn. Vậy:
IV - DÃY ĐIỆN HOÁ CHUẨN CỦA KIM LOẠI VÀ Ý NGHĨA
1 - Dãy điện hóa chuẩn của kim loại:
E0 = -2,37 -1,66 -0,76 -0,44 -0,23 -0,14 -0,13 0,00 +0,34 +0,80 +1,50
dãy điện hoá có ý nghĩa của ra sao?
2 - Ý nghĩa của dãy điện hóa chuẩn của kim loại
a) Dãy điện hóa chuẩn của kim loại cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa hai cặp oxi hóa-khử : Kim loại của cặp oxi hóa-khử có thế điện cực nhỏ hơn khử được cation kim loại của cặp của cặp oxihóa khử có thế điện cực lớn hơn ra khỏi dung dịch muối .
Thí dụ : Xét phản ứng giữa hai cặp oxy hóa-khử :
E0 = 0,34 V E0 = 0,80 V
2Ag+ + Cu  2Ag + Cu2+
2
Có phản ứng xảy ra giữa cặp oxihoá - khử : Ag+/Ag và Cu2+/Cu?



Al3+ Cu2+


Al Cu





Chất khử yếu
Chất khử mạnh
Chất oxihoá mạnh
Chất oxihóa yếu
α
b) Kim loại trong cặp oxi hóa - khử có thế điện cực nhỏ hơn 0,00V đẩy được hydro ra khỏi dung dịch axit .
Thí dụ , phản ứng giữa hai cặp oxy hóa khử :
Eo = 2,37V Eo = +0,00V
2H+ + Mg  H2 + Mg2+
c) Xaùc ñònh suaát ñieän ñoäng chuaån cuûa pin ñieän hoùa :
E0 Pin = E0(+) – E0( - )
Suaát ñieän ñoäng cuûa pin ñieän hoùa luoân luoân laø soá döông.
Thí duï :
-Suaát ñieän ñoäng chuaån cuûa pin ñieän hoùa Zn – Cu baèng :
Eopin = 0,34– (–0,76 ) = 1,10 V
-Suaát ñieän ñoäng chuaån cuûa pin ñieän hoùa Zn – Pb baèng :
Eopin= –0,13 – (–0,76 ) = 0,63 V
Có phản ứng xảy ra giữa cặp oxihoá - khử : Mg2+/Mg và H+/H2?
Củng cố:
1/ Trong pin Zn - Cu
a) Phản ứng xảy ra ở anod
Zn ? Zn2+ + 2e
B. Zn2+ + 2e ? Zn
C. Cu ? Cu2+ + 2e
D. Cu2+ + 2e ? Cu
2) Có hỗn hợp bột Fe, Al tác dụng dịch Cu (NO3)2 , khi phản ứng kết thúc thu được hai kim loại . Hai kim loại đó là :
a. Al. Fe : b. Al , Cu. c. Cu, Al d. Cu, Fe
3/ Một pin điện hoá được cấu tạo bởi 2 cặp oxy hoá khử Fe 2+/Fe và Zn2+ /Zn . Hãy xác định câu đúng ( Đ ) và câu sai ( S ) .


A. Zn  Zn2+ + 2e
d/
Đ
a.Phản ứng Fe 2+ oxyhoá Zn
b. Nồng độ của Zn2+ tăng
c. Sự gia tăng khối lượng Zn
d. phản ứng Zn2+ oxyhoá Fe
S
Đ
S
12 /. Có phản ứng hóa học xảy ra trong pin điện hóa :
Au3+(dd) + 3Ni(r) ? 2Au(r) + 3Ni2+(r).
E0 của pin điện hóa là:
a. 1,73 V b. 2,25 V c. 3,75 V d. 1,25 V
Biết E0 của Au3+ / Au = +1,5 V , Ni2+ /Ni = - 0,23 V
a
Tiết học đến đây đã hết
Chào tạm biệt qúi thầy cô và các em học sinh
Tiết học đến đây đã hết
Chào tạm biệt qúi thầy cô và các em học sinh