CHƯƠNG 7 NGUỒN ĐIỆN – ĐỘNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐiỆN HÓA Nội dung 7.1. Nguồn điện hóa học 7.2. Quá trình điện phân 7.3. Quá thế 7.4. Ứng dụng phép điện phân 7.5. Bài tập Phản ứng oxy hóa khử 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.1. Mở đầu Điện năng Nguồn điện Mạch điện hóa Thực tế 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.1. Mở đầu Yêu cầu Nguồn điện Thực tế  Sức điện động lớn, ổn định  Dung lượng riêng lớn: dự trữ năng lượng lớn.  Công suất riêng cao nhất: nguồn cung cấp NL lớn nhất trong một đơn vi thời gian.  Khả năng tự phóng điện nhỏ 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.1. Mở đầu Phân loại Nguồn điện sơ cấp (Pin) Nguồn điện thứ cấp (Acquy) Nguồn điện liên tục (Pin nhiên liệu) Đặc điểm Làm việc 1 lần Làm việc nhiều lần Làm việc liên tục 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.2. Nguồn điện sơ cấp – Pin Pin là loại nguyên tố gavanic hoạt động chỉ một vòng, nghĩa là khi nó phóng hết điện chúng ta không thể khôi phục lại khả năng phóng điện của nó. Định nghĩa Khảo sát pin KẼM - MANGAN Mô hình Pin khô Le Clanché 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.2. Nguồn điện sơ cấp – Pin  Cực âm (vỏ kẽm): Zn - 2e = Zn2+  Cực dương: 2MnO2 + H2O + 2e = Mn2O3 + 2OH- OH- sinh ra tạo phản ứng không thuận nghịch: OH- + NH4+  NH3 + H2O Và: 2NH3 + Zn2+ + 2Cl-  [Zn(NH3)2]Cl2 Phản ứng PIN: Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 = [Zn(NH3)2]Cl2 + Mn2O3 + H2O (-) Zn / NH4Cl,ZnCl2 / MnO2, C(+) 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.2. Nguồn điện sơ cấp – Pin Epin =1,6V Một số pin khác  Pin Kẽm – không khí: (-) Zn / NaOH / O2 / C (+) có Epin = 1,4V Zn + NaOH + ½ O2  NaHZnO2  Pin oxýt thuỷ ngân: (-) Zn / KOH / HgO, C (+) HgO + Zn + 2KOH = Hg + K2ZnO2 + H2O  Pin magiê – bạc: (-) Mg / MgCl2 / AgCl, Ag (+) 2AgCl + Mg = 2Ag + MgCl2 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.2. Nguồn điện sơ cấp – Pin Ví dụ + Acquy axít: acquy chì + Acquy kiềm: acquy niken - cadimi 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.3. Nguồn điện thức cấp – Ắc quy Ắc quy là loại nguyên tố gavanic hoạt động thuận nghịch và nhiều vòng, có thể phục hồi khả năng phóng điện bằng cách cho dòng điện bên ngoài chạy qua (nạp điện) Định nghĩa [...]... trình oxy hóa Catod Zn2+ + 2e = Zn Quá trình khử Cực dương Cl2 + 2e = 2ClQúa trình khử Anod 2Cl- = Cl2 + 2e Quá trình oxy hóa Cả quá trình Zn + Cl2 = ZnCl2 Cả quá trình ZnCl2 = Zn + Cl2 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân Sự điện phân là quá trình ngược với quá trình xảy ra trong pin PIN – ĐIỆN PHÂN Dòng điện (điện năng) Điện phân Phản ứng hóa học (hoá năng) Pin Vậy hiện tượng điện phân... (II) – Máy nhiệt (III) – Máy điện (III) Điện năng 7.1 Nguồn điện hóa học 7.1.4 Nguồn điện liên tục – Pin nhiên liệu Pin HYDRO – OXY (-) Ni/ H2 / KOH (30 - 40%) / O2, Ni (+)  Điện cực âm: 2H2 + 4OH– – 4e  4H2O  Điện cực dương: O2 + 2H2O + 4e  4OH–  Phản ứng tổng: 2H2 + O2 = Sức điện động ở 250C: (thực tế đạt 1 – 1,1V) 2H2O ∆G − 2( −55,690) E=− = = 1,23 V nF 4.23060 7.1 Nguồn điện hóa học 7.1.4 Nguồn. .. 7.1.4 Nguồn điện liên tục – Pin nhiên liệu Mô hình Pin HYDRO - OXY 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân Định nghĩa Điện phân là một quá trình trong đó có các phản ứng hóa học xảy ra trên bề mặt điện cực dưới tác dụng của dòng điện một chiều đi qua dung dịch điện ly hay chất điện ly nóng chảy 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân BÌNH ĐiỆN PHÂN dd ZnCl2 7.2 Quá trình điện phân... điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Hai điện cực nhúng vào dung dịch điện ly và hai điện cực nối với nguồn điện một chiều bên ngoài  Cực âm gọi là Catod (-): Dạng oxy hoá  khử Zn2+ + 2e = Zn  Quá trình khử  Cực dương gọi là Anod (+): Dạng khử  dạng oxy hóa 2Cl- = Cl2 + 2e  Quá trình oxy hóa 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Tại cực âm (Catod)...7.1 Nguồn điện hóa học 7.1.3 Nguồn điện thức cấp – Ắc quy ACQUY AXÍT (hay acquy chì) (-) Pb, PbSO4 / H2SO4 (25-30%) / PbO2, Pb (+) Khi đổ dung dịch điện ly vào ắc quy thì xảy ra phản ứng giữa các điện cực và dung dịch điện ly làm cho điện cực phủ một lớp PbSO4: Pb + H2SO4 = PbSO4 + H2O 7.1 Nguồn điện hóa học 7.1.3 Nguồn điện thức cấp – Ắc quy Hoạt động ắc quy chì  Điện cực âm: Nạp điện PbSO4... phóng điện hay anod tan tuỳ thế + ϕanod < ϕoxh/khử  anod sẽ tan M - ne = M+n + ϕanod > ϕoxh/khử  anion sẽ bị oxy hóa 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân Như vậy Sự điện phân là quá trình ngược với quá trình xảy ra trong pin PIN: Hoá năng  điện năng Bình điện phân: Điện năng  hóa năng PIN (-) Zn/Zn2+//2Cl-/Cl2,Pt (+) ĐIỆN PHÂN Dung dịch ZnCl2 – Điện cực Pt Cực âm Zn = Zn2+ + 2e Quá trình. .. Tại cực âm (Catod) Nguyên tắc chung  Quá trình khử dạng oxy hóa của cặp oxy hóa khử  Khi có nhiều dạng oxy hóa thì sẽ khử dạng oxy hóa của cặp nào có khả năng oxy hóa mạnh nhất tức là có thế điện cực lớn nhất  Dạng oxy hóa chính là cation KIM LOẠI hay HYDRO trong dung dịch  ION NÀO PHÓNG ĐiỆN??? 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Tại cực âm (Catod) Nguyên tắc... 2,047V 7.1 Nguồn điện hóa học 7.1.3 Nguồn điện thức cấp – Ắc quy ACQUY KIỀM (hay acquy niken – cadimi) (-) Cd/ Cd(OH)2, KOH (20%) // KOH (20%), Ni(OH)2 , Ni(OH)3 / Ni (+) Cd + 2OH- - 2e Phản ứng điện cực: Phóng Cd(OH)2 Nạp 2Ni(OH)3 + 2e Phóng Ni(OH)2 + 2OH- Nạp Phản ứng tổng trong mạch: Cd + 2Ni(OH)3 Epin = 1,36V Ni(OH)2 Phóng Nạp Cd(OH)2 + 7.1 Nguồn điện hóa học 7.1.3 Nguồn điện thức cấp – Ắc quy Một... khử mạnh nhất tức là có thế điện cực nhỏ nhất 7.2 Quá trình điện phân 7.2.1 Hiện tượng điện phân QUÁ TRÌNH ĐiỆN PHÂN Tại cực dương (Anod) Nguyên tắc chung  ANOD trơ: thứ tự oxy hoá như sau: anion không chứa oxy (I-, Cl-, S-2…)  OH–  anion chứa oxy 2OH- - 4e = O2 + 2H2O (pH > 7) 2H2O - 4e = O2 + 4H+ (pH . CHƯƠNG 7 NGUỒN ĐIỆN – ĐỘNG HỌC CÁC QUÁ TRÌNH ĐiỆN HÓA Nội dung 7.1. Nguồn điện hóa học 7.2. Quá trình điện phân 7.3. Quá thế 7.4. Ứng dụng phép điện phân 7.5. Bài tập Phản ứng oxy hóa khử 7.1. Nguồn. oxy hóa khử 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.1. Mở đầu Điện năng Nguồn điện Mạch điện hóa Thực tế 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.1. Mở đầu Yêu cầu Nguồn điện Thực tế  Sức điện động lớn, ổn định  Dung. nguồn cung cấp NL lớn nhất trong một đơn vi thời gian.  Khả năng tự phóng điện nhỏ 7.1. Nguồn điện hóa học 7.1.1. Mở đầu Phân loại Nguồn điện sơ cấp (Pin) Nguồn điện thứ cấp (Acquy) Nguồn điện