Bài 17: Ôn tập chương 5

1. Kiến thức trọng tâm

Chương 5 nghiên cứu thế điện cực, nguồn điện hoá học và điện phân. Cặp oxi hoá khử được kí hiệu $Ox/Red$ , thế điện cực chuẩn $E^o$ đo ở điều kiện chuẩn với nồng độ ion $1M$ , áp suất khí $1$ bar và nhiệt độ $25^oC$ . Điện cực hydrogen chuẩn làm mốc với $E^o = 0,00V$ . Thế điện cực chuẩn càng lớn thì dạng oxi hoá càng mạnh, dạng khử càng yếu. Dãy điện hoá sắp xếp các cặp theo chiều tăng dần $E^o$ và cho phép dự đoán chiều phản ứng oxi hoá khử theo quy tắc alpha.

Pin điện hoá biến đổi hoá năng thành điện năng. Pin Daniell gồm điện cực $Zn$ làm anode và điện cực $Cu$ làm cathode, nối với nhau bằng cầu muối. Tại anode xảy ra oxi hoá $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$ , tại cathode xảy ra khử $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ . Sức điện động của pin được tính bằng $E^o_{pin} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$ . Pin khô, pin alkaline và pin lithium được dùng rộng rãi trong đời sống và cần thu gom, tái chế đúng cách.

Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra tại điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li. Tại cathode xảy ra khử, tại anode xảy ra oxi hoá. Khi điện phân dung dịch, tại cathode cation oxi hoá mạnh bị khử trước, tại anode anion khử mạnh bị oxi hoá trước.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Pin tạo bởi hai cặp $Mg^{2+}/Mg$ có $E^o = -2,37V$ và $Cu^{2+}/Cu$ có $E^o = +0,34V$ . Tính sức điện động chuẩn của pin.

Lời giải: $E^o_{pin} = 0,34 - (-2,37) = 2,71V$ . Điện cực $Mg$ là anode, điện cực $Cu$ là cathode.

Ví dụ 2. Điện phân dung dịch $CuCl_2$ với điện cực trơ thu được những sản phẩm nào?

Lời giải: Tại cathode: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu$ . Tại anode: $2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-$ . Đồng bám lên cathode, khí chlorine thoát ra ở anode.

3. Ghi nhớ

$E^o$ càng lớn thì dạng oxi hoá càng mạnh; $E^o_{pin} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}$ .
Điện phân: cathode khử, anode oxi hoá; định luật Faraday $m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$ .
Pin và điện phân đều dựa trên phản ứng oxi hoá khử.

1. Kiến thức trọng tâm

Chương 5 nghiên cứu thế điện cực, nguồn điện hoá học và điện phân. Cặp oxi hoá khử được kí hiệu

Ox/Red

, thế điện cực chuẩn

E^o

đo ở điều kiện chuẩn với nồng độ ion

1M

, áp suất khí

1

bar và nhiệt độ

25^oC

. Điện cực hydrogen chuẩn làm mốc với

E^o = 0,00V

. Thế điện cực chuẩn càng lớn thì dạng oxi hoá càng mạnh, dạng khử càng yếu. Dãy điện hoá sắp xếp các cặp theo chiều tăng dần

E^o

và cho phép dự đoán chiều phản ứng oxi hoá khử theo quy tắc alpha.

Pin điện hoá biến đổi hoá năng thành điện năng. Pin Daniell gồm điện cực

Zn

làm anode và điện cực

Cu

làm cathode, nối với nhau bằng cầu muối. Tại anode xảy ra oxi hoá

Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-

, tại cathode xảy ra khử

Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu

. Sức điện động của pin được tính bằng

E^o_{pin} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}

. Pin khô, pin alkaline và pin lithium được dùng rộng rãi trong đời sống và cần thu gom, tái chế đúng cách.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Pin tạo bởi hai cặp

Mg^{2+}/Mg

có

E^o = -2,37V

và

Cu^{2+}/Cu

có

E^o = +0,34V

. Tính sức điện động chuẩn của pin.

Lời giải:

E^o_{pin} = 0,34 - (-2,37) = 2,71V

. Điện cực

Mg

là anode, điện cực

Cu

là cathode.

Ví dụ 2. Điện phân dung dịch

CuCl_2

với điện cực trơ thu được những sản phẩm nào?

Lời giải: Tại cathode:

Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu

. Tại anode:

2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-

. Đồng bám lên cathode, khí chlorine thoát ra ở anode.

3. Ghi nhớ

E^o

càng lớn thì dạng oxi hoá càng mạnh;

E^o_{pin} = E^o_{cathode} - E^o_{anode}

Điện phân: cathode khử, anode oxi hoá; định luật Faraday

m = \frac{A \cdot I \cdot t}{n \cdot F}

Pin và điện phân đều dựa trên phản ứng oxi hoá khử.