Upload
vo-duc-trong
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 1/25
TS. Ngô ThanhAn
ĐIỆN HÓA HỌC
Tháng 12 – năm2010
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 2/25
Chương 3
PIN VÀ ĐIỆN CC
ĐIỆN HÓA HỌC
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 3/25
Khi nhúng thanh kẽm vào dd sulfat đồng, sẽ có hiệntượng kẽm hoà tan và đồng kết tủa. h!n "ng#
$n % &u'() * $n'() % &u
+a#$n % &u-% * $n-% % &u
u/ t01nh o2 ho/# $n 3 -4 * $n-% 5kẽmh6a tan7
u/ t01nh kh8# &u-% % -4 * &u 5đồng kếttủa7
+ai 9u/ t01nh nà 2! 0a đồng th:i t0ong hệ, điện t8chu;n t0<c tiế= t> kẽm sang đồng?@n chưa tAo d6ng điện
B.C. &/c kh/i niệm• Pin điện hóa
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 4/25
B.C. &/c kh/i niệm
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Pin điện hóa
$n % &u'() * $n'() %
&u↓ ∆+F-GH* IJCH-F calmol
∆ LF-GH* IJFMCF calmol
!"#
!$#
"2% $2%
NOi - điện c<c PQng dây dẫn loại 1 4I sẽ di chu;n t>điện c<c $n 9ua điện c<c &u, tAo thành d6ng điệnI HÓAnăng ĐIỆN năng.P&n '&(n h)a 5=in, nguRn tO Lalvanic7# là một hệ biếnđổi hóa năng thành điện năng, nhờ phản ứng oxy hóa
h! t"#n điện $%$&
'(in )a$obi*+anill-
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 5/25
NguRn tO Lalvanic
Phản ứng oxy hoá khử đồng thời
'< o2i hóa STnod4 S* +h, -Cahod4
I %
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 6/25
in 5NguRn tO Lalvanic7# hệ Piến đUi hóa nVng thành điện nVngnh: =h!n "ng o2 ho/ kh8 2! 0a t0Rn điện c<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 7/25
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 8/25
&atod # 9u/ t01nh kh8 2! 0a# chWt o2 ho/ nhXn điện t8 chWtkh8
Tnod# 9u/ t01nh o2 ho/# chWt kh8 cho điện t8 chWt o2 ho/
Tnod 5I7
&atod 5%7
5I7 4
5%7 4
in
Tnod 5%7
&atod 5I7
5I7 4
5%7 4
Eiện =hYn
?Z d[#?iết sD đồ =in điện "ng v\i =h!n "ng sau#$n % &u-% * &u % $n-%
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 9/25
B.C. &/c kh/i niệm 5tt7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• / h&(&n
!"# $n | $n'() || &u'() | &u!$#
!"# $n | $n'() &u'() | &u!$#
:.
!"# t, +- | +% || ]4B% | ]4-% , t
!$#
| # 0anh gi\i điện c<cIdung d^ch
|| # 0anh gi\i dung d^chI dungd^ch'h.ng $ó thế h/ế$h t0n-
:.
# 0anh gi\i dung d^chI dungd^ch'$ó thế h/ế$h t0n-
, : các thành phần củađiện cựcu ư\c của =in#
I&<c Ym viết PRn t0/i
I&<c dưDng viết PRn =h!i
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 10/25
B.C. &/c kh/i niệm 5tt7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Lớp điện tích kép
- Khi µ+k > µ+
dd :cation tách khỏi bề mặt kim loại đi vào dd,để lại e- bề mặt tích điện (-) hút các
cation cản t! "#á t$nh h%a tan& 'hicn bn* + lớp điện tích kép
µ
$+
µ$
44
µ$+ 5
µ$44 - Khi µ+
k < µ+dd :
cation kt ta t.n mặt kim loại
bề mặttích điện (/) hút các anion cản t!"#á t$nh kt ta& 'hi cn bn* + lớp điện
tích kép
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 11/25
B.C. &/c kh/i niệm 5tt7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Thế điện cực (ϕ)
- Lớp điện tích kép giữa ranh giới điện cực- dung dịch à! "u#t hiện!$t b01c nhả2 th %&'()
- &'( ph* thu$c: n ch#t K, dung !.i, n/ng đ$ i0n, 1à nhiệt đ$
- 20 kh.ng th3 "ác định giá trị tu4ệt đ5i của &'( n6n d7ng 8 điện cựcchu9n đ3 0 ánh;
- h=p điện cực chu9n, à! cực %-), 1ới điện cực kh0 át , à! cực
%+) ?c điện đ$ng của pin %@) A ϕ: thế điện cực
− ϕ# ự khác iệt thế của điện cực đB 0 1ới điện cực chu9n
- Ciện cực chu9n: Ciện cực D4dr0 : ϕ0D+EDF A G %H)
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 12/25
_hế điện c<c
_hế điện c<c của C điện c<c là đAi lượng Pi;u di`nPQng s< kh/c Piệt của điện c<c đó so v\i điện c<c
chun.Eiện c<c chun được chbn là điện c<c hd0o.
Eiện c<c hd0o
'< h1nh thành l\= điện tZchk=
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 13/25
Wu của thế điện c<c# th4o 9u ư\c eT&.
_hế điện c<c là thế của 9u/ t01nh kh8.
Lh= điện c<c kh!o s/t v\i điện c<c chun hd0o#
I Nếu điện c<c kh!o s/t 2! 0a 9u/ t01nh kh8 điệnc<c dưDng
I Nếu điện c<c kh!o s/t 2! 0a 9u/ t01nh o2 hóa điện c<c Ym
?Z d[# -Jo& thế của điện c<c &u-% 5a * F.FFJ7&u PQngF.-MC-?. _Znh thế chun của điện c<c &u
à ệ
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 14/25
B.C. &/c kh/i niệm 5tt7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Bảng thế điện cực chuẩn
I !ng thế điện c<c chun của c/c c=678/h#
gi/ t0^ ϕo
-GH S điju kiện chun 5C atm, -JF
&7I Nếu 67 có tZnh o2 hóa +% # ϕo
-GH F?Z d[# ϕo
-GH 5$n-%$n7* IF,M-H?, nRn
2H$ $ 9n : H2 $ 9n2$
I Nếu /h có tZnh kh8 +- # ϕo-GH F
?Z d[# ϕo-GH 5&u
-%
&u7* %F,BBM?, nRn2$ $
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 15/25
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 16/25
; N<H=A C>A ?@ THB ĐIỆN CC CHDN C>A /IE F6GI 1. S ánh Jnh 7& h)a – +h,
_0ong dung mi nư\c, thế điện c<c chun của kim loAi o pn%p càng l\n
th1 tZnh o2i hóa của cation pn%
càng mAnh và tZnh kh8 của kim loAi p càngếu và ngược lAi
2. KáL 'Mnh Lh& LOa hn Qng 7& h)a – +h,
a- (h2ng ph0p 1 'ph2ng ph0p đ3nh t4nh-5I Kim loAi của c= o2i hóa 3 kh8 có thế điện c<c chun nhq hDn kh8 được
cation kim loAi của c= o2i hóa 3 kh8 có thế điện c<c chun l\n hDn 5nóic/ch kh/c, cation kim loAi t0ong c= o2i hóa 3 kh8 có thế điện c<c chunl\n hDn có th; o2i hóa được kim loAi t0ong c= có thế điện c<c chun nhqhDn7I ?Z d[# P-%5dd7 % $n507 r P507 % $n-%5dd7
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 17/25
Th% R L U# ion P-% o2i hóa được $n, s!n =hm lànhng chWt o2i hóa 5$n-%7 và chWt kh8 5P7 ếu hDn. h!n
"ng t0Rn có 2! 0a
b- (h2ng ph0p 6 'ph2ng ph0p đ3nh l7ng-5 P-%5dd7 % $n507 r P507 % $n-%5dd7# =h!n "ng có di`n 0a
h!n "ng hóa hbc t0Rn được tAo nRn t> hai n8a =h!n "ng#I N8a =h!n "ng o2i hóa# $n r $n-% % -4, ta có o của $n-%$n* IF,M ?I N8a =h!n "ng kh8# P-% % -4 r P, ta có o của P-%P *IF,CB ?
_hế o2i hóa 3 kh8 của c! =h!n "ng 5o=ư 7 o=ư * o 5P-%
P7 3o 5$n-%$n7 * IF,CB 3 53 F,M7 * %F,B ?o của =h!n "ng o2i hóa 3 kh8 là sO dưDng 5o=ư F7 =h!n"ng có 2! 0a.
&h B i à Eiệ &
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 18/25
B.C. &/c kh/i niệm 5tt7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• SQL '&(n 'ng
@A ∆ϕp-pC %∆ϕpCC%∆ϕC-%∆ϕ-p-
p-
pCpC
C -
p-
W
?c điện đ$ng:@A ΣIớc nh4 thJ
∆ϕ # hX gaYZan&I hiệu thế gia - đi;m nQm sYu t0ongl6ng - =ha kh/c nhauI chưa có == 2/c đ^nh t0<c tiế=.
∆ϕC- # hX +hXLh án" nhq và có th; loAi t0>
E = E28E1
$
E18F1$
F28E2
&hưD B i à Eiệ &<
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 19/25
B.C. &/c kh/i niệm 5tt7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• SQL '&(n 'ng !#=t pin %L) : !"# p- | pC | C || - | p-
!$#
@ LA ∆ϕp-pC%∆ϕpCC%∆ϕ-p-
Hà F pin: %&): !"# pF | F || C | pC | pF !$#
%M):
!"# pF | F || - | p- | pF
!$#@M-@&A @ L
'Ju NG | G à điện cực chu9n %DF|D+): @&A ϕ%-) 1à @MA ϕ%+)
20 đB: @ LA ϕ%+) - ϕ%-) ('hi kh3n* c4 th kh#ch tán )
@&A ∆ϕpFF%∆ϕCpC%∆ϕpCpF
@MA ∆ϕpFF%∆ϕ-p-%∆ϕp-pF
&hưDng B in à Eiện &<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 20/25
B.-. Nhiệt đng hbc của =in và điện c<c
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Công '&(n LOa &n
Khi pin à! 1iệc thuOn nghịch nhiệt đ$ng thP c.ng
điện của pin à c.ng hữu Qch cực đRi LS!a"; M.ngđiện khi chu43n hBa 5 mol ch6t :
Twma2* 9. * n].
(hT0 ngu46n U F nhiệt đ$ng hVc: ∆ A -LS!a"
∆L* In]
&hưDng B in và Eiện &<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 21/25
B.-. Nhiệt đng hbc của =in và điện c<c 5tt.7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Phưng t!"nh #E$#%T & ảnh hư'ng ca nng đ* đến E +,
h!n "ng 2! 0a t0ong =in# aA $ [\ ⇔ 4? $%W_ đxng nhiệt ?antw
+oy#∆8 9 *:; ln'<
a
= Π a
-
n>?9 :; ln'< a = Π a -9 :; ln< a *
:;lnΠ ab
B
a
A
e
E
d
D
a
aa
aa
F n
T R K
F n
T R E
.
.ln.
.
.ln
.
.−=
−=
P
h
a
T
4
o
d
F
a.a
a.aln
].n
_.zoo@ay5 '(h2ng ;"Anh B?:BC;-
&hưDng B# in và Eiện &<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 22/25
B.-. Nhiệt đng hbc của =in và điện c<c 5tt.7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• Phưng t!"nh #E$#%T
& ảnh hư'ng ca nng đ* đến E +,
h!n "ng 2! 0a S điệnc<c#
67 $ n% ⇔ /h
_ NzN'_ t0S thành#
−=
Ox
Kh
aa
F nT R ln..
0ϕ ϕ
-Jo& #
−=
Ox
Kh
a
a
n
lg
.
059.00ϕ ϕ
-: thJ điện cực khi h0Rt đ$ của các c#u tW Xng 8 _Znh suWt điện đng của =in được viết như sau, S -Jo&.'n{'n-% 5a * F.BJ7{{P-% 5a * F.FFC7{P|/c đ^nh dWu của c/c điện c<c. iếtϕ 'n-%'n * I F.C) ? và ϕ P-%P * IF.C-J?
&hưDng B# in và Eiện &<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 23/25
B.-. Nhiệt đng hbc của =in và điện c<c 5tt.7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• .nh hư'ng ca nhiệt đ*
_ LiPPs I +4lmholt} #
∆L * ∆+ I _∆'
PT
)G(.THG ∂
∆∂+∆=∆ PT
)G(
.THF.E.n ∂∆∂
−∆=−
PP T
E.T
F.n
H
T
)nFE(
F.n
T
F.n
HE
∂∂
+∆
−=∂−∂
−∆
−=
d_
do _
].n
+o +
∆−=
d_
do: hệ 5 nhiệt đ$ của CC
&hưDng B# in và Eiện &<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 24/25
B.-. Nhiệt đng hbc của =in và điện c<c 5tt.7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• ]nh hư-ng LOa nh&(
' !#
nF
S
T
G
nF dT
dE
P
∆=
∂∆∂
−= )(1 +ệ sO nhiệt đ của 'EE t~
lệ v\i Piến thiRn 4nt0o=
n]
'
d_
d ∆
=
ϕ?a•# )298T.(dT
d0
TT −
ϕ
−ϕ=ϕ
_ưDng t<, đOi v\i thế điện c<c#
&hưDng B# in và Eiện &<c
7/24/2019 Dien Hoa Hoc - Chuong 3-1 - Tiet 3
http://slidepdf.com/reader/full/dien-hoa-hoc-chuong-3-1-tiet-3 25/25
B.-. Nhiệt đng hbc của =in và điện c<c 5tt.7
&hưDng B# in và Eiện &<c
• H( hQL Fh%^|t kim loAi p có - cation ph% vàpn%
ph% % h4 → p 5C7 ∆LC * Ih]ϕh.
pn% % n4 → p 5-7 ∆LC * Ih]ϕn.ph% % 5hIn74 → pn%
5B7∆LC * I5hI
n7]ϕh.
20: %Y) A %8) Z %F) n6n: ∆LB * ∆LC I∆L-
nhnKh .].n.].h.]7.nh5 ϕ+ϕ−=ϕ−−
5hIn7.ϕhn
* hϕh I nϕ
n.'@ệ thứ$ D/th"-