Title CHUYÊN ĐỀ 4. SỰ ĐIỆN PHÂN.doc ✅

Trang 1 Chuyên đề 4. SỰ ĐIỆN PHÂN A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO I. KHÁI NIỆM Sự điện phân là quá trình oxi hóa - khử xảy ra ở bề mặt điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li. Như vậy, sự điện phân là quá trình sử dụng điện năng để tạo ra sự biến đổi hóa học. Chú ý: - Phản ứng điện phân chỉ xảy ra khi có tác dụng của dòng điện. Đây là quá trình biến đổi điện năng thanh hoá năng, quá trình này ngược với quá trình xảy ra trong pin điện hóa. - Phản ứng điện phân xảy ra trên bề mặt điện cực. Bề mặt là danh giới tiếp xúc giữa điện cực và chất điện li. II. ĐIỆN CỰC VÀ PHẢN ỨNG ĐIỆN PHÂN 1. Định nghĩa. Điện cực nối với cực âm (-) của nguồn ngoài gọi là catot, kí hiệu (-) Điện cực nối với cực dương (+) của nguồn ngoài gọi là anot, kí hiệu (+). 2. Phản ứng hoá học trên bề mặt các điện cực Trên bề mặt cực âm (-) catot, cation chất điện li nhận electron (hay với tổng quát là chất oxi hoá đến nhận electron). Trên bề mặt cực dương (+) anot, anion chất điện li đến nhường clectron (hay nói tổng quát là chất khử nhường electron). Ví dụ: Địên phân dung dịch CuSO 4 . Khi có dòng điện di vào dung dịch, ion 2 4SO di chuyển về anot, ion 2Cu di chuyển về catot. - Ở anot (cực +) có thể xảy ra sự oxi hóa ion 2 4SO hoặc phân tử H 2 O, vì H 2 O dễ bị oxi hóa hơn nên H 2 O bị oxi hóa và sản phẩm là khí oxi: + 222HO(l) O(k) + 4H(dd) + 4e - Ở catot (cực -) có thể xảy ra sự khử ion 2Cu hoặc phân tử H 2 O. Vì ion 2Cu dễ bị khử hơn H 2 O, nên ion 2Cu bị khử thành kim loại Cu bám trên catot: 2+Cu+ 2e u C Sơ đồ điện phân: 4 2+2- 2224 Catot (-) CuSO Anot (+) Cu,HO (HO) HO,SO  2-+ 22Cu+ 2e Cu 2HO O+ 4H+ 4e Phương trình điện phân: ñieänphaân 422242CuSO+ 2HO 2Cu + O HSO + 2 Kết luận: Trên catot xảy ra sự khử, có sự chuyển electron từ catot đến cation. Trên anot xảy ra sự oxi hoá, có sự chuyển electron từ anion chất điện li đến anot. III. SỰ PHÂN CỰC Khi dòng điện đi qua ranh giới phân chia điện cực - dung dịch thì trạng thái diện cực (về thế, mật độ dòng) sẽ bị thay đổi. Hiện tượng đó gọi là sự phân cực cực điện cực. Khi phân cực thì thế của điện cực sẽ khác với thế cân bằng của nó (thế của điện cực khi không có dòng đi qua).


Trang 4 1. Điện phân muối nóng chảy (chủ yếu muối halogenua) ac n+- nMX M+ nX Ở catot: n+M+ ne M (söï khöû) Ở anot: - 2 2X X+ 2e  (sự oxi hóa) Phương trình điện phân: ñpnc n22MX2M + nX (K) (A )  Ví dụ: 2ñpnc2NaCl 2Na + Cl 22ñpncMgCl Na + Cl 2. Điện phân oxit kim loại nóng chảy +2y/x-2 xy MO M+ yO  Ở catot: +2y/xxM+ 2y xM (sự khử) Ở anot: 2 2 2O O+ 2 2.e (sự oxi hóa) Phương trình điện phân: pc x n y2 ñ 2MO 2xM + yO (K) () A  Ví dụ: 36232NaAlF ñpnc 2AlO 4Al + 3O  3. Điện phân hiđroxit kim loại nóng chảy + nn-c n M(OH)M+ OH n Ở catot: n+M+ n e M (sự khử) Ở anot: - 224OH O + 2HO +4e  (sự oxi hóa) Phương trình điện phân: n24M(OH) 4M + nO + 2nH2O (K) (A)   Ví dụ: ñpnc 224NaOH 4Na + O + 2HO VII. ĐIỆN PHÂN TRONG DUNG DỊCH NƯỚC Theo quy luật chung: Ở catot, cation nào có tính oxi hóa càng mạnh thì càng dễ bị khử. Ở anot, anion nào có tính khử càng mạnh thì càng dễ bị oxi hóa. 1. Quy tắc ở catot. Ở catot có mặt các cation kim loại nM và 3HO (do nước hoặc axit điện li ra). Nếu thế oxi hoá - khử của cation kim loại lớn hơn thế oxi hoá khứ của 3HO thì cation kim loại sẽ bị khử trước. nM(dd) + ne M(r) Ngược lại, khi đó 3HO bị khử trước. • Nếu 3HO là do axit phân li ra: 3222HO+ 2e H+ 2HO • Nếu 3HO là do nước phân li ra: