Day dien hoa cua kim loai


Nhấn vào đây để tải về
Nhắn tin cho tác giả
Báo tài liệu sai quy định
Mở thư mục chứa tài liệu này
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Đỗ Trần
Ngày gửi: 10h:14' 11-10-2009
Dung lượng: 1.3 MB
Số lượt tải: 376
Số lượt thích: 0 người
DÃY ĐIỆN HOÁ CỦA KIM LOẠI
I/ Khái niệm về cặp oxi hoá - khử của kim loại.
Cặp oxi hoá khử: Dạng oxi hoá / dạng khử của cùng một nguyên tố hoá học.
Kí hiệu: Mn+/M
VD: Mg2+/Mg ; Al3+/Al ; Fe2+/Fe ; Fe3+/Fe2+ …
Tính chất hoá học cơ bản của kim loại ?
Ion kim loại?
TQ: Mn+ + ne M
II/ PIN ĐIỆN HOÁ
1/ Khái niệm về pin điện hoá. Thế điện cực và suất điện động
- Pin điện hoá:Là một thiết bị bao gồm 2 lá kim loại, mỗi lá được nhúng vào dung dịch chứa chất oxi hoá là cation của kim loại đó. Hai dung dịch này được nối với nhau bằng một cầu muối. Trong dung dịch cầu muối là một dd điện li trơ (hoặc pin là hệ gồm 2 điện cực có điện thế khác nhau được ghép lại với nhau và được hoạt động theo nguyên tắc biến năng lượng của phản ứng hoá học thành năng lượng dòng điện)

Cấu tạo của pin điện hoá?
Kết quả của quá trình biến đổi năng lượng của p/ư trong pin điện hoá?
-Điện cực kim loại : Khi nhúng 1 thanh kim loại M vào dd muối của kim loại đó (Mn+).
Kí hiệu đ/c : M / Mn+
-Thế điện cực: Là điện thế xuất hiện ở mỗi điện cực khi nhúng thanh kim loại vào dung dịch muối có chứa cation tương ứng của kim loại đó.
Kí hiệu: E Mn+/M
Thế điện cực phụ thuộc vào bản chất của kim loại , nồng độ của cation kim loại và nhiệt độ
Nếu điện thế được xác định ở 250C , P =1atm, nồng độ Mn+ là 1M thì gọi là thế điện cực chuẩn của điện cực đó. Kí hiệu : E0Mn+/M



Phân biệt điện cực với thế điện cực ? Thế điện cực của kim loại phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
-Quy ước viết sơ đồ pin của IUPAC:
Điện cực thế E0 lớn hơn làm điện cực bên phải (catot là cực dương). Điện cực thế E0 nhỏ hơn làm điện cực trái ( anốt là cực âm ).
Sơ đồ pin điện M - X biết E0 Mn+/M < E0 Xm+/X
(-) Mr Mn+ Xm+ Xr (+)
VD: pin điện hoá Zn-Cu
(-) Zn r | Zn2+ (CM) || Cu2+(CM) | Cu r (+)

Chú ý: Kí hiệu M / Mn+ : điện cực
Kí hiệu Mn+ / M : Cặp oxi hoá-Khử
-Suất điện động: Là hiệu điện thế lớn nhất (Epin) giữa điện cực dương và điện cực âm. Suất điện động của pin luôn là số dương
Epin = E+ - E-
Trong đó:
Epin : SĐĐ của pin
E+ : thế của điện cực dương
E- : thế của điện cực âm
Như vậy để tính được SĐĐ của pin thì phải xác định được thế của từng điện cực . Nếu thế các điện cực là tiêu chuẩn thì:
E0 = E+0 – E-0
Suất điện động là gì? Cách tính suất điện động của pin điện hoá?
Để tính được suất điện động của pin cần xác định giá trị nào?
Cho giá trị suất điện động Epin của các pin sau:
(-) Zn r| ZnSO4(1M)||CuSO4(1M)|Cu r(+) ; E0pin(Zn-Cu)=1,1V
(-) Cu r| CuSO4(1M)||AgNO3(1M)|Ag r(+) ; E0pin(Cu-Ag)=0,46V
(-) Zn r| ZnSO4(0,5M)||CuSO4(2M)|Cu r(+) ; Epin(Zn-Cu) = 1,127V
Suất điện động E pin điện hoá phụ thuộc vào:
Bản chất cặp oxi hoá khử
Nồng độ của dung dịch muối
Nhiệt độ
Suất điện động của pin phụ thuộc vào các yếu tố nào?
2.Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hoá:
+Điện cực Zn (cực âm) là nguồn cung cấp e, Zn bị oxi hoá thành Zn2+ tan vào dung dịch :
Zn ---> Zn2+ + 2e
+Điện cực Cu (cực dương) các e đến cực Cu , ở đây các ion Cu2+ bị khử thành kim loại Cu bám trên bề mặt lá Cu:
Cu2+ + 2e ---> Cu
+Cầu muối có 2 nhiệm vụ:
-Làm kín mạch điện bằng các ion di chuyển từ nửa phản ứng này sang nửa phản ứng kia
-Giữ cho dung dịch muối luôn trung hoà điện tích.
Khi pin điện hoá (Zn-Cu) phóng điện, các phần tử mang điện di chuyển như thế nào? Nhiệm vụ của cầu muối trong pin điện hoá?
Phương trình ion rút gọn biểu diễn quá trình oxi hoá-khử xảy ra trên bề mặt điện cực của pin điện hoá
Cu2+ + Zn ---> Cu + Zn2+
oxh kh kh.yếu oxh yếu







* Nhận xét:
Nồng độ ion Zn2+ tăng ; Cu2+ giảm
Khối lượng của điện cực (-) giảm, điện cực (+) tăng
-Năng của của phản ứng hoá học biến thành điện năng


Viết phương trình ion thu gọn biểu diễn quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt điện cực của pin điện hoá?
Nhận xét nồng độ các ion trong dung dịch và sự biến đổi khối lượng của mỗi điện cực trong pin điện hoá?
III/ Thế điện cực chuẩn của kim loại
1/ Điện cực hiđro chuẩn
- Cấu tạo:Gồm 1 bản kim loại platin phủ muội Pt trên bề mặt của nó được bão hoà bởi khí H2 (P =1atm) nhúng vào dd axit có nồng độ H+ 1(M)
- Qui ước : Thế điện cực hiđro chuẩn cặp oxi hoá khử H+/H2 là 0,00 V( E0 H+/H2 = 0,00V)
Mô tả cấu tạo điện cực hiđro chuẩn ?
2/ Cách xác định thế điện cực chuẩn của kim loại
VD1: pin Zn – H2
VD2: pin H2 – Ag
Bằng cách nào để xác định thế điện cực chuẩn của kim loại ?
2/ Cách xác định thế điện cực chuẩn của kim loại
-VD1: pin Zn – H2
-VD2: pin H2 – Ag
- Thế lập pin điện hoá gồm: Điện cực chuẩn của kim loại ở bên phải , điện cực chuẩn của hiđro ở bên trái vôn kế . Hiệu số điện thế giữa hai điện cực chuẩn chính là thế điện cực của đ/c kim loại cần đo
Nếu điện cực kim loại là cực âm ---> Eo < 0
Nếu điện cực kim loại là cực dương--->E0 > 0
IV/ Dãy điện hoá chuẩn của kim loại
V. Ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn của kim loại
1/ So sánh tính oxi hoá khử
Dựa vào E0 Mn+/M có thể so sánh được tính oxi hoá của các cation kim loại và tính khử của kim loại: Thế điện cực chuẩn của E0 (Mn+ /M) càng lớn thì tính oxi hoá của cation Mn+ càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu và ngược lại
VD: Cho E0 của các cặp oxi hoá khử sau:
Cu2+/Cu ; Na+/Na; Ni2+/Ni; Ag+/Ag lần lượt là +0,34V; -2,71V; -0,26V; +0,8V. Hãy sắp xếp các ion kim loại theo chiều tăng dần tính oxi hoá và các kim loại theo chiều tăng dần tính khử của kim loại.
2/ Xác định chiều của phản ứng oxi hoá - khử
a/ Quy tắc 
Để xác định đúng chiều của phản ứng oxi hoá khử, viết cặp oxi hoá khử có thế điện cực chuẩn nhỏ ở bên tay trái, cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn lớn ở bên tay phải rồi viết theo quy tắc 
VD: Viết ptpư xảy ra giữa các cặp oxi hoá khử sau: Ag+/Ag ; Fe3+/Fe2+ ;Cu2+/Cu biết E0 của các cặp oxh-khử trên lần lượt là 0,8V; 0,783V; 0,34V
b/ Dựa vào E0 để có thể xác định được 1 kim loại có thể phản ứng được với dd axit thường hay không (khử H+ của axit)
- Các cặp oxh-kh nào mà có E0 âm sẽ khử được H+ của axit thành H2
3/ Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hoá:
suất điện động chuẩn của pin điện hoá bằng thế điện cực chuẩn của cực dương trừ đi thế điện cực chuẩn của cực âm
+ Pin: Zn-Pb
E0pin = -0,13V – (-0,76V) = 0,63V
+ Pin Cu – Ag
E0pin = 0,80V - (-0,13V)= 0,46V
+ Pin Pb – Cu
E0pin = 0,34V – (-0,13V) = 0,47V
4/ Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá khử
Dựa vào E0pin và E0 của 1 cặp oxi hoá - khử ---> E0 của cặp oxi hoá - khử còn lại
VD: Biết E0pin (Ni – Cu) = 0,6V và E0 Ni2+/Ni = -0,26V ---> Tính E0 Cu2+/Cu ?
E0 pin ((Ni – Cu) = E0 Cu2+/Cu - E0 Ni2+/Ni
---> E0 Cu2+/Cu = E0 pin ((Ni – Cu) + E0 Ni2+/Ni
= 0,34V
Bài tập vận dụng:
Bài tập SGK 4tr 125 sgk n/c
Bài tập tham khảo:
1/ Cho suất điện động chuẩn E0 của các pin điện hoá E0 (Cu – X) = 0,46V; E0 (Y – Cu ) = 1,1V; E0(Z- Cu) = 0,47V (X, Y, Z là 3 kim loại) Dãy các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là:
Z, Y, Cu , X B. X, Cu, Z, Y
C. Y, Z, Cu, X D. X, Cu, Y, Z
2/ Cho Fe tác dụng với hỗn hợp dd Cu(NO3)2 và AgNO3 thu được dd A. Cho Mg t/d với dd A thu được dd B và chất rắn C gồm 2 k/l không t/d được với dd H2SO4 loãng nhưng t/d với dd H2SO4 đặc nóng tạo thành khí có mùi xốc. Hãy cho biết A, B, C gồm những chất gì
2/Khuấy kĩ dung dịch chứa 13,6 gam AgNO3 và m gam bột Cu trong dd H2SO4 loãng và sau khi đun nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được 9,28 gam bột kim loại, dd A và khí NO. Lượng NaOH cần thiết để tác dụng hết các chất trong A là 13g. Hãy xác định các chất trong A và tính m?