Sách Giải Bài Tập và SGK

Lý thuyết

I. Khái niệm về cặp oxi hóa – khử của kim loại

1. Cặp oxi hoá – khử của kim loại

   - Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử của kim loại.

   Ví dụ:

Cặp oxi hoá – khử /Ag; /Cu; /Fe

2. So sánh tính chất của các cặp oxi hoá – khử

   Ví dụ: So sánh tính chất của hai cặp oxi hoá – khử /Cu và /Ag.

Cu +  →  + 2Ag

   Kết luận: Tính khử: Cu > Ag

   Tính oxi hoá:  >

II. Pin điện hóa

a) Cấu tạo

   Là 1 thiết bị gồm: 2 lá kim loại, mỗi lá được nhúng vào 1 dd muối có chứa cation của kim loại đó; 2 dd này được nối với nhau bằng 1 cầu muối (dd điện li trơ: , )

   - Suất điện động của pin điện hoá (VD: Zn - Cu)

 = 1,10V

b) Giải thích

   - Điện cực Zn (cực âm) là nguồn cung cấp e, Zn bị oxi hoá thành  tan vào dung dịch:

Zn →  + 2e

   - Điện cực Cu (cực dương) các e đến cực Cu, ở đây các ion  bị khử thành kim loại Cu bám trên bề mặt lá đồng.

 + 2e → Cu

- Vai trò của cầu muối:

 Trung hòa điện tích của 2 dung dịch

      + Cation  (hoặc ) di chuyển sang cốc đựng dung dịch

      + Ngược lại: các anion  và  di chuyển sang cốc đựng dung dịch .

   Sự di chuyển của các ion này làm cho các dung dịch muối luôn trung hoà điện.

   - Phương trình ion rút gọn biểu diễn quá trình oxi hoá-khử xảy ra trên bề mặt các điện cực của pin điện hoá:

c) Nhận xét

   - Có sự biến đổi nồng độ các ion  và  trong quá trình hoạt động của pin.  giảm,  tăng

   - Năng lượng của phản ứng oxi hóa – khử trong pin điện hóa đã sinh ra dòng điện một chiều.

   - Những yếu tố ảnh hưởng đến suất điện động của pin điện hóa như:

      + Nhiệt độ.

      + Nồng độ của ion kim loại.

      + Bản chất của kim loại làm điện cực.

Trong pin điện hóa: 

      + Cực âm (anot): xảy ra quá trình oxi hóa

      + Cực dương (catot): xảy ra quá trình khử

III. Thế điện cực chuẩn của kim loại

1. Điện cực hiđro chuẩn

   Trên bề mặt điện cực hiđro xảy ra cân bằng oxi hóa – khử của cặp oxi hóa – khử /

   Quy ước rằng: thế điện cực của điện cực hiđro chuẩn bằng 0,00 V ở mọi nhiệt độ, tức là:

2. Thế điện cực chuẩn của kim loại

   Thế điện cực tiêu chuẩn của kim loại cần đoc được chấp nhận bằng bằng suất điện động của pin tạo bởi điện cực hiđro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo. Có 2 trường hợp xảy ra với giá trị của thế điện cực chuẩn:

   - Thế điện cực chuẩn của cặp /M là số dương nếu khả năng oxi hóa của ion  trong nửa pin /M là mạnh hơn ion  trong nửa pin /

   - Thế điện cực chuẩn của cặp /M là số âm nếu khả năng oxi hóa của ion  trong nửa pin /M là yếu hơn ion  trong nửa pin /

Ví dụ:

 Thế điện cực chuẩn của các cặp kim loại:

IV. Dãy thế điện cực chuẩn

Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại còn được gọi là dãy thế oxi hóa – khử chuẩn của kim loại, hoặc dãy thế khử chuẩn của kim loại.

 

V. Ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn của kim loại

1. So sánh tính oxi hóa – khử

   Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại  càng lớn thì tính oxi hóa của cation  càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu và ngược lại

2. Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử

   Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử cũng là sự tìm hiểu về phản ứng đó trong điều kiện tự nhiên có xảy ra hay không.

3. Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa

   Suất điện động chuẩn của pin điện hóa () bằng thế điện cực chuẩn của cực dương trừ đi thế điện cực chuẩn của cực âm. Suất điện động của pin điện hóa luôn là số dương.

4. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử

   Ta có thể xác định được thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử khi biết suất điện động chuẩn của pin điện hóa () và thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử còn lại.

E0(+) = E0pin + E0(-); E0(-) = E0(+) – E0pin