Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com Ch"ơng VIII: các quá trình điện hoá I.Nguyên tắc biến hóa năng thành điện năng 1. Phản ứng oxy hoá khử Ví dụ: Xét phản ứng oxy hoá khử thông th6ờng xảy ra trong dung dịch khi nhúng thanh Zn vào dd CuSO 4 Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu Zn + Cu 2+ đ Zn 2+ + Cu DH o = -230 KJ Cu 2+ trực tiếp đến thanh Zn nhận e Zn-2e =Zn 2+ Quá trình ôxi hóa Cu 2+ +2e = Cu Quá trình khử ố Đặc điểm của phản ứng ôxi hóa khử: - e trực tiếp từ chất khử sang chất ôxi hóa. - Năng l6ợng phản ứng ôxi hóa khử giải phóng d6ới dạng nhiệt. Trong phản ứng oxy hoá khử này chất khử và chất oxy hoá đ6ợc tiếp xúc với nhau, các electron sẽ đ6ợc chuyển trực tiếp từ chất khử sang chất oxy hoá và năng l6ợng của phản ứng hoá học đ6ợc toả ra d6ới dạng nhiệt. Nh6ng nếu ta thực hiện quá trình oxy hoá Zn và quá trình khử Cu 2+ ở 2 nơi riêng biệt và cho e chuyển từ Zn sang Cu 2+ bằng 1 dây dẫn điện, có nghĩa là tạo nên một dòng e nhất định thì năng l6ợng của phản ứng này đ6ợc chuyển thành điện năng, làm xuất hiện trong dây dẫn 1 dòng điện ng6ợc chiều với dòng electron. Đó cũng là quá trình xảy ra trong mọi pin. 2. Nguyên tắc biến hóa năng thành điện năng - Thực hiện quá trình ôxi hóa ở 1 nơi, quá trình khử ở một nơi khác. - Cho e chuyển từ chất khử sang chất ôxi hóa nhờ dây dẫn điện thì năng l6ợng của phản ứng hóa học (giải phóng d6ới dạng nhiệt) sẽ biến thành điện năng đ6ợc gọi là 1 pin. Pin là 1 dụng cụ thực hiện nguyên tắc biến hóa năng thành điện năng. 3.Cấu tạo hoạt động của pin Cu-Zn a. Cấu tạo: gồm 2 điện cực + Một cực là Zn nhúng vào dung dịch ZnSO 4 + Một cực là Cu nhúng vào dung dịch CuSO 4 Hai điện cực này đ6ợc nối với nhau bằng 1 dây dẫn điện. Hai dung dịch ZnSO 4 và CuSO 4 đ6ợc nối với nhau bằng một màng ngăn. 2e Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com Thanh Zn có d6 e ( d6 đtích -) hơn thanh Cu => thanh Zn là cực âm (-),, thanh Cu là điện cực d6ơng (+). b. Hoạt động Cực (-):xảy ra quá trình oxy hoá: Zn - 2e đ Zn 2+ điện cực Zn bị ăn mòn dần (điện cực mòn dần) và Zn 2+ tăng dần. Cực (+): xảy ra quá trình khử: Cu 2+ + 2e đ Cu 2+ . điện cực Cu dày thêm , nồng độ Cu 2+ giảm Phản ứng tổng cộng xảy ra trong pin: Zn + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu * Kí hiệu pin: Vật liệu làm điện cực 1 Dd nhúng điện cực 1 Dd nhúng điện cực 2 Vật liệu làm điện cực 2 => sơ đồ pin Cu-Zn: (-)Zn | ZnSO 4 || CuSO 4 | Cu (+) Khi nối điện cực Cu và Zn bằng 1 dây dẫn, các e sẽ chuyển từ cực Zn (-) sang cực (+) do giữa 2 cực có sự chênh lệch thế, làm xuất hiện một dòng điện di chuyển ng6ợc chiều với dòng electron. Nh6 vậy, để tạo dòng điện trong pin thì giữa 2 điện cực phải xuất hiện một hiệu số điện thế. II. Các loại điện cực 1. Điện cực kim loại: Khi nhúng thanh kim loại M vào n6ớc thì do t6ơng tác của các phân tử n6ớc có cực ->các ion kim loại bị tách ra khỏi bề mặt kim loại đi vào dung dịch còn các e ở lại trong thanh kim loại. Kết quả thanh kim loại sẽ tích điện âm, còn dung dịch sát kim loại sẽ tích điện d6ơng, tạo thành một lớp điện tích kép. Trong dung dịch tồn tại cân bằng: M M n+ + ne Nếu thêm muối chứa ion M n+ vào dung dịch trên thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch và sẽ có một số ion M n+ từ dung dịch chuyển vào thanh kim loại và cân bằng trên vẫn đ6ợc thiết lập. Khi cân bằng, giữa bề mặt kimloại- dung dịch xuất hiện 1 hiệu số điện thế gọi là thế điện cực kim loại. Thế điện cực kim loại phụ thuộc vào: bản chất cuả KL và dung môi, nồng độ ion kim loại M và nhiệt độ. Nếu xét ở cùng 1 nhiệt độ, cùng 1 dung môi, thế điện cực kim loại đặc tr6ng cho bản chất kim loại: nếu thế điện cực có giá trị càng (-) thì kim loại họat động càng mạnh và ng6ợc lại. 2. Điện cực trơ nhúng trong dung dịch chứa cặp oxy hoá khử M + + + + Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com - Cấu tạo điện cực trơ: Kim loại làm điện cực trơ về mặt hóa học. Ví dụ Au, Pt - Ví dụ: xét điện cực oxy hoá khử là một thanh kim loại Pt đ6ợc nhúng vào dung dịch chứa cặp oxy hoá khử FeCl 2 , FeCl 3 . Khi đó Fe 3+ sẽ lấy e của thanh Pt và chuyển thành Fe 2+ : Fe 3+ + e đ Fe 2+ , nên thanh Pt sẽ tích điện d6ơng, còn dung dịch d6 Cl - sẽ tích điện âm. Mặt khác, thanh Pt tích điện (+) sẽ ngăn cản Fe 3+ tiếp tục lấy thêm e, nh6ng lại có khả năng nhận thêm e của FeCl 2 để biến Fe 2+ thành Fe 3+ : Fe 2+ - e đ Fe 3+ . Nh6 vậy: cân bằng Fe 3+ +e Fe 2+ nhanh chóng đ6ợc thiết lập, do đó trên danh giới giữa điện cực và dung dịch sẽ xuất hiện một hiệu số điện thế, đặc tr6ng cho tính hoạt động của cặp oxy hoá khử. Hiệu số điện thế này phụ thuộc vào bản chất của cặp oxy hoá khử, nồng độ của chất oxy hoá, chất khử và nhiệt độ. 3. Điện cực khí: Điện cực khí là điện cực tiếp xúc với khí và dung dịch chứa dạng ôxi hóa( hoặc dạng khử) của nó. Điều kiện: 1. Kim loại làm điện cực trơ 2. Không tác dụng hoá học với khí 3. Có khả năng hấp phụ khí và làm xúc tác cho phản ứng giữa khí và ion của nó Ví dụ: Điện cực khí H 2 Đ6ợc làm bằng 1 thanh Pt trên có phủ một lớp muội Pt có tác dụng hấp phụ khí H 2 và đ6ợc nhúng vào dung dịch H 2 SO 4 ở điện cực có cân bằng sau: 2H 3 O + +2e H 2 + 2H 2 O Giữa điện cực và dung dịch cũng xuất hiện một hiệu số điện thế phụ thuộc vào nồng độ của ion H 3 O + , áp suất của H 2 và nhiệt độ. - Điện cực H 2 chuẩn: Vì không thể xác định đ6ợc giá trị tuyệt đối của hiệu số điện thế giữa điện cực và dung dịch, nên phải quy 6ớc lấy 1 điện cực nào đó làm chuẩn và gán cho nó một giá trị hiệu số điện thế. Ng6ời ta quy 6ớc lấy điện cực chuẩn hidro làm chuẩn. Đó là điện cực khí H 2 có thêm điều kiện sau: atmP H 1 2 = và [H 3 O + ]=1M. Trong điều kiện nh6 vậy, hiệu số điện thế của điện cực với dung dịch ở nhiệt độ bất kì đ6ợc quy 6ớc bằng 0,00(V) và đ6ợc kí hiệu là 0 e * Điều kiện chuẩn của các loại điện cực: - Nồng độ các dạng tham gia phản ứng điện cực bằng 1M, nếu là chất khí thì P= 1atm. H 2 H 2 Pt Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com - ở nhiệt độ xác định. Ví dụ điện cực kim loại Cu 2+ + 2e = Cu [Cu 2+ ] = 1M hay điện cực chuẩn của Cu là thanh Cu nhúng trong dung dịch Cu 2+ nồng độ 1mol/l. IV. Suất điện động của pin 1. Định nghĩa: Suất điện động (sđđ) của pin là giá trị hiệu số điện thế lớn nhất giữa 2 điện cực của pin, đ6ợc đo bằng (V), ký hiệu là E. E = e(+) - e(-) Trong đó: e(+)- điện thế của điện cực d6ơng e(-)- điện thế của điện cực âm (Nếu theo quy 6ớc trên E luôn d6ơng, tr6ờng hợp tổng quát E = điện thế điện cực phải - điện thế điện cực trái) 2. Các yếu tố ảnh h5ởng đến E- Công thức Nernst ã Xét pin: (-) Pt | Sn 4+ , Sn 2+ || Fe 3+ , Fe 2+ | Pt (+) Cực (-): Xảy ra quá trình ôxi hóa : Sn 2+ - 2e = Sn 4+ Cực (+): Xảy ra quá trình khử : 2Fe 3+ + 2e = Fe 2+ Phản ứng trong pin là phản ứng tổng cộng 2 quá trình ở 2 điện cực: 2Fe 3+ + Sn 2+ 2Fe 2+ + Sn 4+ (*) Nếu pin làm việc thuận nghịch nhiệt động ở T, P =const thì: .Fn.EG ' max -== W Trong đó: n- là số e trao đổi giữa chất khử và chất oxy hoá F- Hằng số Faraday, F = 96.500 C.mol -1 E- Suất điện động của pin. n.F G E -=ị nếu ở điều kiện chuẩn => nF G E 0 0 D -= Với phản ứng (*) có 232 224 0 ]][[ ]][[ ln ++ ++ +D=D FeSn FeSn RTGG TT Chia cả 2 vế cho 2F có: 232 224 ]][[ ]][[ ln 2F RT 2F G 2.F G T o T ++ ++ =- FeSn FeSn ố [ ] [ ] [][] 2 2 2 3 ++ ++ += Fe Fe 4 2 o Sn Sn ln 2F RT EE Tổng quát: Phản ứng xảy ra trong pin là: aA + bB <=> cD +dD ( A, B, C, D là chất tan trong dung dịch) Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com Có dc ba DC BA nF RT EE ][][ ][][ ln+= 0 -> Công thức Nernst biểu thị E =f(C,T). các yếu tố ảnh h6ởng đến E là: Nồng độ và nhiệt độ. ở T = 298K, thay R = 8,314 J.K -1 .mol -1 , F = 96.484 C.mol -1 và đổi sang logarit thập phân. dc ba DC BA n EE ][][ ][][ lg .0590 0 += V. Thế điện cực (thế khử) 1. Cặp ôxi hóa khử: Ví dụ: Trong dung dịch tồn tại Cu 2+ nh6ng trong phản ứng thì Cu 2+ + 2e = Cu ố gọi Cu 2+ /Cu là 1 cặp ôxi hóa khử. * Định nghĩa: Cặp ôxi hóa khử là một cặp gồm chất ôxi hóa và chất khử, chúng có thể biến đổi lần ra nhau trong quá trình phản ứng. - Kí hiệu cặp ôxi hóa khử là chất ôxi hóa/chất khử hoặc chất ôxi hóa, chất khử. - Với cách quy 6ớc này phản ứng điện cực bao giờ cũng là quá trình khử ôxi hóa + ne = Khử - Cặp ôxi hóa khử chuẩn: Là cặp ôxi hóa khử khi [ôxi hóa] =[khử] = 1M ( nếu là chất khí P= 1atm). 2. Thế khử Quy 6ớc quá trình điện cực là quá trình khử dạng: Oxh + ne -> Kh ố Thế đo đ6ợc gọi là thế khử của cặp oxihóa khử. Kí hiệu là Kh ox e * Thế khử là đại l6ợng đặc tr6ng cho khả năng ôxi hóa khử của cặp ôxi hóa khử - Nếu Kh ox e có giá trị càng lớn (càng d6ơng) -> dạng oxi hóa hoạt động mạnh, dạng khử yếu. - Nếu Kh ox e có giá trị càng nhỏ (càng âm) -> dạng khử hoạt động mạnh, dạng ôxi hóa yếu. Thế khử của 1 cặp oxihóa khử chuẩn gọi là thế khử chuẩn Kh ox 0 e * Cách xác định thế khử chuẩn của một cặp oxihóa khử: Việc xác định giá trị tuyệt đối thế khử của các điện cực là không thể làm đ6ợc, nh6ng nếu quy 6ớc thế khử của một điện cực nào đó làm chuẩn và bằng cách so sánh sẽ xác định đ6ợc thế khử của các điện cực khác - Quy 6ớc: Chọn điện cực khí hydro làm điện cực so sánh với [ ] 1atmP1M,OH 2 H3 == + và gán cho nó giá trị điện thế = 0 ở mọi nhiệt độ, ký hiệu 23 /HOH o + = 0,00 (V). Hiệu số điện thế này t6ơng ứng với cân bằng ở điện cực: 2H 3 O + + 2e H 2 + 2H 2 O Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com - Để xác định thế khử của một điện cực ng6ời ta ghép điện cực này với điện cực chuẩn H 2 thành một pin, rồi xác định suất điện động của pin tạo thành. Giá trị suất điện động của pin chính là thế điện cực chuẩn của điện cực cần xác định điện thế. Nó có giá trị d6ơng nếu thế của điện cực xác định cao hơn thế của điện cực chuẩn H 2 và ng6ợc lại. VD: Pt, H 2 (1atm) || Cu 2+ | Cu Đo đ6ợc E 0 = 0,34 (V) = 0 2 Cu Cu + e -0=0,34 (V). (vì Cu là điện cực d6ơng của pin) Bằng ph6ơng pháp này ng6ời ta đã xác định đ6ợc thế khử chuẩn của nhiều chất và lập thành bảng thế khử chuẩn. - Với các nguyên tố có nhiều mức ôxi hóa khác nhau-> tính 0 e của 1 cặp dựa vào 0 e của các cặp khác bằng cách lập chu kì khử kín: VD: Fe 3+ + 1e ú Fe 2+ , 0 1 0 770 2 3 ee == + + )(, V Fe Fe Fe 2+ + 2e ú Fe 0 2 0 440 2 ee =-= + )(, V Fe Fe Fe 3+ + 3e ú Fe ?= + 0 3 Fe Fe e Để tính 0 e ,lập chu trình khử kín: Số ôxi hóa (+) cao nhất Số ôxi hóa (+) thấp nhấ t Số ôxi hóa (+) trung gian +n 1 e +n 2 e + n e 0 GD 0 2 GD 0 1 GD ( FnEG 00 -=D = Fn 0 e - ) => FnFnFn 0 22 0 11 0 eee =- => n nn 0 22 0 11 0 ee e + = Cụ thể ví dụ trên: Fe 3+ Fe Fe 2+ +1e +2e +3e 0 GD 0 2 GD 0 1 GD => )(, ),(, v0360 3 4402770 3 21 0 2 0 1 0 -= -+ = + = ee e 0 2 0 1 0 GGG D+D=D 0 2 0 1 0 GGG D+D=D Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com ).]lg([H 4 0,059 2 40 O p + += ee 3. Các yếu tố ảnh h5ởng đến thế điện cực Từ ví dụ trên với phản ứng: 2Fe 3+ + Sn 2+ 2Fe 2+ + Sn 4+ Có [ ] [ ] [][] 2 2 2 3 ++ ++ += Fe Fe 4 2 o Sn Sn ln 2F RT EE Mà -+ -= ee E và -+ -= 000 ee E nên có: [ ] [] [ ] [] ) Sn Sn ln-(ln 2F RT 2 4 + + + + -+ -+ +-=- 2 2 2 3 00 Fe Fe eeee => [ ] [] 2 2 2 3 0 + + + + += Fe Fe ln 2F RT ee [ ] [] + + - - += 2 4 0 Sn Sn ln 2F RT ee Tổng quát: Có phản ứng điện cực: aÔxh + ne ú bKh => [ ] [] b a i i Kh Oxh ln nF RT += 0 ee ở 25 0 C: [ ] [] b a i i Kh Oxh lg n 0,059 += 0 ee * Đối với điện cực kim loại: M n+ + ne ú M * Đối với điện cực khí: ví dụ : O 2 (k) + 4 e + 4 H + ú 2H 2 O * Đối với điện cực trơ trong dung dịch ôxi hóa khử: Nếu trong phản ứng khử có mặt H + , OH - => pH thay đổi => pH làm thay đổi thế khử. VD1: Sn 2+ + 2e ú Sn 4+ [ ] [] + + += 2 4 0 Sn Sn lg 2 0,059 ee VD2: MnO 4 - + 5e + 8H + ú Mn 2+ + 4 H 2 O ][ ]][[ lg , + + - += 2 8 4 0 5 0590 Mn HMnO ee ]lg[M n 0,059 n+ += 0 ee Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com V. Chiều và trạng thái cân bằng của phản ứng ôxi hóa khử xảy ra trong dung dịch n"ớc. 1. Chiều của phản ứng oxy hoá khử: Đối với phản ứng oxy hoá khử dựa vào mối liên hệ giữa DG và E để xét chiều, biết rằng DG = -n.E.F. Để phản ứng xảy ra thì DG < 0 hay -n.E.F <0 đ E > 0 mà đối với phản ứng oxy hoá khử thì E = e ox - e kh đ e ox > e kh Trong đó: e ox - Thế khử của cặp oxy hoá khử có dạng oxy hoá tham gia phản ứng e kh - thế khử của cặp có dạng khử tham gia phản ứng Quy tắc về chiều của phản ứng oxy hoá khử: Có 2 cặp oxy hoá khử ox 1 /kh 1 và ox 2 /kh 2 , nếu 2211 khoxkhox // e e > thì phản ứng xảy ra theo chiều: ox 1 + kh 2 đ ox 2 + kh 1 . ở điều kiện chuẩn: DG o = - n.E o .F < 0 đ E o >0 đ e o ox > e o kh ỉ Chú ý: ã Trong tr6ờng hợp tổng quát để xét chiều của phản ứng oxy hoá khử thì phải tính thế khử của các cặp oxy hoá khử trong điều kiện phản ứng rồi mới so sánh và rút ra kết luận ã Theo công thức Nernest thế khử của một cặp oxy hoá khử phụ thuộc vào nồng độ các dạng oxy hoá, dạng khử, phụ thuộc vào nhiệt độ và độ pH của môi tr6ờng, nên khi thay đổi một các thông số trên thì thế khử của các cặp sẽ thay đổi và có thể dẫn đến làm thay đổi chiều của phản ứng oxy hoá khử. D6ới đây xét một vài ví dụ về chiều của phản ứng oxy hoá khử. Ví dụ 1: Cho biết cân bằng sau ở 25 o C trong dung dịch n6ớc: 2Cr 2+ + Cd 2+ 2Cr 3+ + Cd, biết 0,41V 23 /CrCr o -= ++ , 0,4V /CdCd o 2 -= + a. ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều nào ? b. Trộn 25 ml dung dịch Cr(NO 3 ) 3 0,4M với 50 ml dung dịch Cr(NO 3 ) 2 0,02M, 25 ml dung dịch Cd(NO 3 ) 2 0,04M và bột Cd. Hỏi chiều phản ứng ở điều kiện này ? Giải: a. e o ox = 0,4V /CdCd o 2 -= + ; e o kh = 0,41V 23 /CrCr o -= ++ e o ox > e o kh , vậy ở điều kiện chuẩn phản ứng xảy ra theo chiều thuận b. Tính nồng của các dạng oxy hoá và dạng khử [ ] M10 10 025040 , , ,., Cr 3 == + ; [ ] M010 10 050020 , , ,., Cr 2 == + ; [ ] M010 10 0250040 , , ,., Cd 2 == + Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com [ ] [] 0,351V 0,01 0,1 0,059lg0,41 Cr Cr lg 1 0,059 2 3 /CrCr o /CrCr 23 23 -=+-=+= + + ++ ++ [ ] 0,459Vlg0,01 2 0,059 0,4Cdlg 2 0,059 2 /CdCd o /CdCd 2 2 -=+-=+= + + + 0,351V 2 /Cr 3 Cr ox - = = ++ ; 9V0,4 /CdCd kh 2 5-== + , vậy ở điều kiện này phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. Ví dụ 2: ảnh h6ởng của nồng độ của dạng oxy hoá và dạng khử lên chiều của phản ứng oxy hoá khử Cu 2+ + e đ Cu + ; ++ /CuCu o 2 = 0,153V Sn 4+ + 2e đ Sn 2+ ; 0,15V 24 /SnSn o = ++ ở điều kiện chuẩn do ++ /CuCu o 2 > ++ 24 /SnSn o nên phản ứng xảy ra theo chiều Cu 2+ + Sn 2+ đ Cu + + Sn 4+ Nếu tăng nồng độ của [ ] +4 Sn hoặc [ ] + Cu thì: [ ] [] [] [] += -+= + + + + ++ ++ ++ ++ Cu Cu 0,059lg Sn Sn lg 2 0,059 2 /CuCu o /CuCu 2 4 /SnSn o /SnSn 2 2 24 24 Đến khi ++ 24 /SnSn > ++ /CuCu o 2 hay ++ 24 /SnSn o > ++ /CuCu 2 thì phản ứng sẽ xảy ra theo chiều nghịch. 2. Trạng thái cân bằng của phản ứng oxy hoá khử Phản ứng oxy hoá khử đạt đến trạng bằng khi 0.Fn.EG TT = - = đ E T = 0 hay e ox = e kh . Hằng số cân bằng của phản ứng ôxi hóa khử: KRTG ln-=D 0 mặt khác 00 nFEG -=D => 0 nFE K RT - = - ln đ RT .Fn.E lnK o = (phản ứng trong dung dịch thì K=K p =K C ). ở T = 298K đ 0,059 n.E lgK o = Trong đo: n- là số e trao đổi giữa dạng oxy hoá và dạng khử Bi ging c s lý thuyt hoỏ hc thinhbk@gmail.com E o = e o ox - e o kh Ví dụ: Tính hằng số cân bằng K của phản ứng sau: 2Fe 3+ + Sn 2+ 2Fe 2+ + Sn 4+ ; 0,77V 23 /FeFe o = ++ ; 0,15V 24 /SnSn o = ++ ++ = 23 /FeFe o ox o ; ++ = 24 /SnSn o kh o 21 0590 1507702 = - = , ),,.( Klg đ K= 10 21 VI. Quá trình điện phân 1. Định nghĩa: Điện phân là quá trình oxy hoá và quá trình khử xảy ra trên bề mặt điện cực khi cho dòng điện một chiều đi quá dung dịch chất điện ly hoặc chất điện ly nóng chảy. Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl 2 Khi cho dòng điện một chiều đi qua dung dịch CuCl 2 thì d6ới tác dụng của điện tr6ờng các cation Cu 2+ đi về cực âm, còn anion Cl - đi về cực d6ơng. Tại các điện cực sẽ xảy ra hiện t6ợng phóng điện. Catốt (-): Cu 2+ + 2e đ Cu Anốt (+): 2Cl - -2e đ Cl 2 Cu 2+ + 2Cl - đ Cu+ Cl 2 Đây chính là phản ứng oxy hoá khử xảy ra khi điện phân dung dịch CuCl 2 . Phản ứng này không tự xảy ra đ6ợc, mà nó chỉ xảy ra đ6ợc d6ới tác động của nguồn điện một chiều bên ngoài. Do đó quá trình điện phân là quá trình biến đổi điện năng thành hoá năng. 2. Sự phân cực: Khi điện phân trạng thái điện của điện cực (thế và mật độ điện tích của lớp điện tích kép) bị thay đổi. Thế của điện cực sẽ khác với thế của nó lúc cân bằng (khi ch6a có dòng điện). Hiện t6ợng này đ6ợc gọi là sự phân cực. Tuỳ thuộc vào tính chất của quá trình làm thay đổi thế của điện cực có 3 loại phân cực khác nhau: a. Sự phân cực về nồng độ: Khi điện phân nồng độ của các ion ở catốt và anốt bị thay đổi. ở anốt do kim loại bị hoà tan, nồng độ của ion tăng lên, còn ở catốt xảy ra sự khử nên nồng độ của ion giảm đi, dẫn đến thế của điện cực giảm. Nếu mật độ dòng điện càng lớn thì sự biến đổi nồng độ của các ion càng lớn, do đó sự phân cực càng lớn. Cần khuấy mạnh để giảm sự phân cực. b. Sự phân cực hoá học: [...]... khác trong phản ứng Bài 16: PHƯƠNG TRÌNH HOÁ HỌC A Chuẩn kiến thức, kĩ năng Kiến thức Biết được: - Phương trình hoá học biểu diễn phản ứng hoá học - Các bước lập phương trình hoá học - Ý nghĩa của phương trình hoá học: Cho biết các chất phản ứng và sản phẩm, tỉ lệ số phân tử, số nguyên tử giữa các chất trong phản ứng Kĩ năng - Biết lập phương trình hoá học khi biết các chất phản ứng (tham gia) và sản... sau đó yêu cầu HS thêm các hệ số để sơ đồ tuân theo định luật bảo toàn khối lượng ⇒ Khái niệm về phương trình hóa học (Phương trình hoá học biểu diễn một cách ngắn gọn phản ứng hoá học, gồm công thức hoá học của các chất phản ứng và sản phẩm với các hệ số thích hợp) 19 - Lưu ý HS: + thêm các hệ số để sơ đồ tuân theo định luật bảo toàn khối lượng được gọi là phép cân bằng phương trình hóa học + Công thức... số nhóm nguyên tử phải bằng nhau ⇒ Các bước lập phương trình hóa học - Ba bước lập phương trình hoá học gồm: Viết sơ đồ của phản ứng (gồm công thức hoá học của các chất phản ứng và sản phẩm); cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố (tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức); viết phương trình hoá học - Luyện tập: + Đọc một phương trình hóa học cho trước + Lập phương trình hóa học từ sơ đồ chữ hoặc sơ... định tỉ lệ khối lượng giữa các nguyên tố, % khối lượng các nguyên tố, khối lượng mol của chất từ công thức hóa học cho trước - Lập công thức hóa học của hợp chất khi biết thành phần các nguyên tố C Hướng dẫn thực hiện - Các bước tính theo phương trình hoá học: + Viết phương trình hoá học + Chuyển đổi khối lượng chất hoặc thể tích chất khí thành số moℓ chất + Dựa vào phương trình hoá học để tìm số mo ℓ... moℓ, tỉ lệ thể tích giữa các chất bằng tỉ lệ số nguyên tử hoặc phân tử các chất trong phản ứng - Các bước tính theo phương trình hoá học Kĩ năng - Tính được tỉ lệ số moℓ giữa các chất theo phương trình hoá học cụ thể - Tính được khối lượng chất phản ứng để thu được một lượng sản phẩm xác định hoặc ngược lại 23 Tính được thể tích chất khí tham gia hoặc tạo thành trong phản ứng hoá học B Trọng tâm - Xác... gia) và sản phẩm - Xác định được ý nghĩa của một số phương trình hoá học cụ thể B Trọng tâm - Biết cách lập phương trình hóa học - Nắm được ý nghĩa của phương trình hóa học và phần nào vận dụng được định luật bảo toàn khối lượng vào các phương trình hóa học đã lập C Hướng dẫn thực hiện - Từ một số phương trình chữ của phản ứng hóa học, cung cấp các công thức hóa học, yêu cầu HS lập sơ đồ của phản ứng... HOÁ TRỊ A Chuẩn kiến thức, kĩ năng Kiến thức Biết được: - Hoá trị biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử của nguyên tố này với nguyên tử của nguyên tố khác hay với nhóm nguyên tử khác - Quy ước: Hoá trị của H là I, hoá trị của O là II; Hoá trị của một nguyên tố trong hợp chất cụ thể được xác định theo hoá trị của H và O - Quy tắc hoá trị: Trong hợp chất 2 nguyên tố A xBy thì: a.x = b.y (a, b là hoá. .. thức hoá học: + Tính được tỉ lệ số moℓ, tỉ lệ khối lượng giữa các nguyên tố, giữa các nguyên tố và hợp chất + Tính được thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố khi biết công thức hoá học của một số hợp chất và ngược lại - Xác định được công thức hoá học của hợp chất khi biết thành phần phần trăm về khối lượng các nguyên tố tạo nên hợp chất B Trọng tâm - Xác định tỉ lệ khối lượng giữa các. .. hoá trị của nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử theo công thức hoá học cụ thể - Lập được công thức hoá học của hợp chất khi biết hoá trị của hai nguyên tố hoá học hoặc nguyên tố và nhóm nguyên tử tạo nên chất B Trọng tâm - Khái niệm hóa trị - Cách lập công thức hóa học của một chất dựa vào hóa trị C Hướng dẫn thực hiện - Đưa ra các công thức HCl, H 2O, NH3, CH4 và giúp HS nhận thấy số nguyên tử H trong các. .. axit, đường bị hoá than Kĩ năng - Sử dụng dụng cụ, hoá chất để tiến hành được thành công, an toàn các thí nghiệm nêu trên - Quan sát, mô tả, giải thích được các hiện tượng hoá học - Viết tường trình hoá học B Trọng tâm - Phân biệt hiện tượng vật lí và hiện tượng hóa học - Điều kiện để phản ứng hóa học xảy ra và dấu hiệu để nhận biết phản ứng hóa học xảy ra C Hướng dẫn thực hiện − Hướng dẫn HS các thao tác . VI. Quá trình điện phân 1. Định nghĩa: Điện phân là quá trình oxy hoá và quá trình khử xảy ra trên bề mặt điện cực khi cho dòng điện một chiều đi quá dung dịch chất điện ly hoặc chất điện. của nguồn điện một chiều bên ngoài. Do đó quá trình điện phân là quá trình biến đổi điện năng thành hoá năng. 2. Sự phân cực: Khi điện phân trạng thái điện của điện cực (thế và mật độ điện tích. nối 2 điện cực với nguồn điện một chiều thì các e sẽ dời anốt (+) để tới catốt (-) nh6ng các e không tự đi qua dung dịch đ6ợc, nên nếu trên các điện cực không xảy ra các quá trình điện hoá thì