Tiêu đề CHUONG 5 PIN DIEN & DIEN PHAN-HS.pdf ✅

2 CHỦ ĐỀ 1: THẾ ĐIỆN CỰC VÀ NGUỒN ĐIỆN HOÁ HỌC A. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT I. CẶP OXI HOÁ – KHỬ Dạng oxi hoá và dạng khử tương ứng của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá - khử của kim loại. Ví dụ: Al3+/Al; Zn2+/Zn; Cu2+/Cu.  Tổng quát, dạng oxi hoá (Mn+) và dạng khử (M) của cùng một kim loại tạo nên cặp oxi hoá - khử M n+/M, giữa chúng có mối quan hệ: M n+ + ne M dạng oxi hoá dạng khử  Trong cặp oxi hoá - khử của kim loại, dạng oxi hoá và dạng khử có thể tồn tại ở dạng ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử hoặc dạng phân tử, ví dụ: Fe3+/Fe2+; [Ag(NH3)2] + /Ag; AgCl/Ag;...  Các nguyên tố phi kim cũng có các cặp oxi hoá - khử tương ứng, ví dụ: 2H + /H2; Cl2/Cl- ;... II. THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN 1.Điện cực: Ứng với mỗi cặp oxi hoá - khử có thể thiết lập một điện cực, tại đó tồn tại cân bằng giữa dạng oxi hoá và dạng khử. Ví dụ:  Đối với cặp Zn2+/Zn, thiết lập được điện cực kẽm bằng cách cho thanh Zn tiếp xúc trực tiếp với dung dịch muối chứa ion Zn2+ (Hình a).  Tương tự, đối với cặp Cu2+/Cu cũng thiết lập được điện cực đồng như hình b.  Tại ranh giới giữa kim loại và dung dịch chất điện li của mỗi điện cực tồn tại cân bằng: Zn2+ + 2e ⇌ Zn; Cu2+ + 2e ⇌ Cu 2. Thế điện cực chuẩn Thế điện cực của cặp oxi hoá - khử của kim loại trong điều kiện chuẩn (nồng độ ion kim loại trong dung dịch là 1 M, nhiệt độ 25°C) được gọi là thế điện cực chuẩn của kim loại (hay thế khử chuẩn của kim loại), kí hiệu là E°oxi hoá/khử và thường có đơn vị là volt (vôn).  Giá trị thế điện cực chuẩn càng nhỏ thì dạng khử có tính khử càng mạnh (kim loại càng mạnh) , dạng oxi hoá có tính oxi hoá càng yếu  Giá trị thế điện cực chuẩn càng lớn thì dạng khử có tính khử càng yếu (kim loại càng yếu) ,
3 dạng oxi hoá có tính oxi hoá càng mạnh. Giá trị thế điện cực chuẩn của một số cặp oxi - hoá khử
4 3.Ý nghĩa của thế điện cực chuẩn a) So sánh tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hoá - khử  Giữa hai cặp oxi hóa - khử, cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì dạng khử có tính khử mạnh hơn, còn dạng oxi hóa có tính oxi hóa yếu hơn và ngược lại => có thế ( o E ) nhỏ - kim loại mạnh. Ví dụ: 2 o Cu /Cu E  = + 0,340 V < o Ag /Ag E  = + 0,799 V nên tính khử của Cu mạnh hơn Ag, tính oxi hoá của ion Cu2+ yếu hơn Ag+ ở điều kiện chuẩn.  Trên cơ sở so sánh giá trị thế điện cực chuẩn, các cặp oxi hoá - khử M n+/M được sắp xếp thành dãy theo chiều tăng dần thế điện cực chuẩn, thường gọi là dãy điện hoá của kim loại: Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần K + Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ 2H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+ K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ag Hg Pt Au Tính khử của kim loại giảm dần b) Dự đoán chiều phản ứng giữa hai cặp oxi hoá - khử  Kim loại của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn có thể khử được cation kim loại của cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ở điều kiện chuẩn.  Kim loại trong cặp oxi hoá - khử có thế điện cực chuẩn âm có thể khử được ion hydrogen (H+ ) trong dung dịch acid ở điều kiện chuẩn = kim loại đứng trước H tác dụng với HCl, H2SO4 loãng. => Chiều phản ứng : Chất oxi hóa mạnh + Chất khử mạnh  Chất oxi hóa yếu + Chất khử yếu Quy tắc alpha dự đoán chiều phản ứng oxi hoá - khử theo thế điện cực chuẩn như sau: Nếu m o X / X E  < n o Y /Y E  thì vẽ chữ α theo chiều mũi tên dưới đây => chiều phản ứng oxi hoá - khử m: Yn+ + nX  nXm+ + mY Thí dụ: 2 o Cu /Cu E 0,340V   < o Ag /Ag E 0,799V   => nên Ag+ có tính oxi hoá mạnh hơn Cu2+, Cu có tính khử mạnh hơn Ag. Vậy ở điều kiện chuẩn, phản ứng sau đây có thể diễn ra: 2Ag+ (aq) + Cu(s)  Cu2+(aq) + 2Ag(s) .