Bài giảng Hóa đại cương - Phần 2: Các quy luật diễn ra của các quá trình hóa học - Chương 4: Điện hóa

Chương IV: ĐIỆN HÓA
I. PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ
II. NGUYÊN TỐ GANVANIC VÀ SỨC ĐIỆN 
ĐỘNG
III. THẾ ĐIỆN CỰC TIÊU CHUẨN VÀ CHIỀU 
CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ
I. PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ
1. Phản ứng oxy hóa - khử và cặp oxy 
hóa - khử liên hợp
2. Cân bằng phản ứng oxy hóa - khử
+ne
aOXH1 + bKh2 ⇌ cKh1 + dOXH2
-ne
OXH1/Kh1, OXH2/Kh2 - cặp oxi hóa - khử liên hợp
-nH+
aAx1 + bBaz2 ⇌ cBaz1 + dAx2
+ nH+
Ax1/Baz1, Ax2/Baz2 – Cặp axit – baz liên hợp
1. Phản ứng oxy hóa - khử và cặp oxy hóa -
khử liên hợp.
2. Cân bằng phản ứng oxy hóa - khử.
 Nguyên tắc chung: trong phản ứng oxi hoá khử:
 ∑e nhường = ∑e nhận
 Cân bằng về vật chất
 Cân bằng về điện tích
 Ví dụ:
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O
 2
 5
+2K+ + 5K+ + 3SO4
2- +2SO4
2- + 5K+ + 2K+ + SO4
2-
OH4Mne5H8MnO 2
2
4 
 H2NOe2OHNO 322
OH3NO5Mn2H6NO5MnO2 23
2
24 
OH3SOKKNO5MnSO2SOH3KNO5KMNO2 242344224 
Cân bằng phản ứng OXH - K
Môi trường Lấy O từ MT Đẩy O ra MT
Axit (H+, H2O) H2O O + 2H
+ O + 2H+ H2O
Trung tính(H2O) H2O O + 2H
+ O + H2O 2OH
-
Baz (OH-, H2O) 2OH
- O + H2O O + H2O 2OH
-
II. NGUYÊN TỐ GANVANIC VÀ SỨC 
ĐIỆN ĐỘNG.
1. Điện cực và thế oxy hóa - khử
2. Nguyên tố Ganvanic (pin điện hóa học)
3. Quy ước về dấu của thế điện cực
4. Sức điện động của nguyên tố Ganvanic
a. Điện cực kim loại.
d. Điện cực oxy hóa - khử.
b. Điện cực kim loại phủ muối
c. Điện cực khí
AgAgCl Cl-
Pt H2 H
+
Pt  Fe2+, Fe3+
Zn Zn2+
1. Điện cực và thế oxy hóa - khử.
 2dddcdc Zne2Zn dcdc
2
dd Zne2Zn 
Zn  Zn2+a. Điện cực kim loại.
e-
Chaát khöû
e-
e-
Chaát 
oxh
Anode Cathode
Maøng ngaên
Chất oxi hóa và chất khử 
tiếp xúc trực tiếp với nhau Chất oxi hóa và chất khử ở 
hai nơi khác nhau
e truyền trực tiếp từ chất khử 
sang chất oxi hóa e truyền qua dây dẫn
Hóa năng nhiệt năng Hóa năng điện năng
2. Nguyên tố Ganvanic (pin điện hóa học).
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
Zn – 2e → Zn2+ 2H+ +2e → H2
Zn2+aq H
+
aq
3. Quy ước về dấu của thế điện cực
 Quy ước của Châu Mỹ
 Bán phản ứng khử
 Thế khử
 Đổi chiều bàn phản ứng → đổi dấu thế điện cực
aKh1 + bOXH2 cOXH1 + dKh2
- G = A’ = nFE
b
2
a
1
d
2
c
10
OXHKh
KhOXH
lnRTGG 
b
2
a
1
d
2
c
1
OXHKh
KhOXH
lnRTKlnRTnFE 
b
2
a
1
d
2
c
1
OXHKh
KhOXH
ln
nF
RT
Kln
nF
RT
E 
Kln
nF
RT
E0 
 G0 = -nFE0
b
2
a
1
d
2
c
10
OXHKh
KhOXH
ln
nF
RT
EE 
4. Sức điện động của nguyên tố Ganvanic
III. THẾ ĐIỆN CỰC TIÊU CHUẨN VÀ 
CHIỀU CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ
1. Thế điện cực tiêu chuẩn và phương 
trình Nernst
2. Chiều của phản ứng oxy hóa - khử
 E
000E 
ba
dc
OXHKh
KhOXH
nF
RT
EE
21
210 ln 
b
2
a
1
d
2
c
100
OXHKh
KhOXH
ln
nF
RT
 d
b
a
c
Kh
OXH
nF
RT
Kh
OXH
nF
RT
1
10
2
20 lnln 
Kh
OXH
ln
nF
RT0 
Kh
OXH
lg
n
059.00 
1. Thế điện cực tiêu chuẩn và pt Nernst.
OXH1 + ne Kh1 1
OXH2 + ne Kh2 2
Kh1 + OXH2 OXH1 + Kh2 G < 0
 G = -nFE = -nF( 2 - 1) < 0
 2 - 1 > 0 2 > 1
OXH > + Kh + OXH <
2. Chiều của phản ứng oxy hóa - khử.