Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Kh󰖰c Ngọc)
Dãy điện hóa của kim loại
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -
DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI
TÀI LIỆU BÀI GIẢNG
I . KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA – KHỬ CỦA KIM LOẠI
Ion kim loại có thể nhận electron để thành nguyên tử kim loại, ngược lại nguyên tử kim loại có thể nhường
electron trở thành ion dương kim loại :
M
n+
+ n.e
=>
M
o

Trong đó : M là dạng khử, M
n+
là dạng oxi hoá.
Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố tạo thành cặp oxi hoá - khử (oxh/kh).
Ví dụ: Các cặp oxi hoá - khử : Fe
2+
/Fe, Cu
2+
/Cu, Al
3+
/Al.
II . PIN ĐIỆN HÓA
1. Khái niệm về pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực
a) Cấu tạo pin điện hóa:

(-)

- Suất điện động chuẩn của pin (E
o
) là suất điện động khi nồng độ ion kim loại ở điện cực đều bằng 1M (ở
25
o
C)
E
o
= E
o
(+)
– E
o
(-)
hoặc E
o
= E
o
catot
– E
o
anot

- Ví dụ E
o
= E
o
(Cu

2+
di chuyển đến lá Cu, tại đây chúng bị khử thành Cu kim loại
bám trên cực đồng: Cu
2+
+ 2e → Cu. Nồng độ Cu
2+
trong dung dịch giảm dần, khiến cho màu xanh trong dung dịch
nhạt dần.
- Trong quá trình hoạt động của pin điện hóa Zn – Cu, nồng độ ion Zn
2+
trong cốc đựng dung dịch ZnSO
4
tăng
dần, nồng độ ion Cu
2+
trong cốc kia giảm dần. Đến một lúc nào đó, dòng electron trong dây dẫn không còn, dòng
điện tự ngắt.
- Để duy trì được dòng điện trong quá trình hoạt động của pin điện hóa, người ta dùng cầu muối. Vai trò của
cầu muối là trung hòa điện tích của 2 dung dịch: các ion dương Na
+
hoặc K
+
và Zn
2+
di chuyển qua cầu muối đến cốc
đựng dung dịch CuSO
4
. Ngược lại , các ion âm SO
4
2-

2

Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn: gồm một thanh platin (Pt) được đặt trong một
dung dịch axit có nồng độ ion H
+
là 1M (pH = 0). Bề mặt điện cực hấp thụ khi hiđro,
được thổi liên tục vào dung dịch dưới áp suất 1 atm. Như vậy trên bề mặt điện cực
hiđro xảy ra cân bằng oxi hóa – khử của cặp oxi hóa – khử 2H
+
/H
2

Quy ước rằng: thế điện cực của điện cực hiđro chuẩn bằng 0,00 V ở mọi nhiệt độ,
tức là:
E
o
2H
+
/H
= 0,00 V
2. Thế điện cực chuẩn của kim loại
Ta dùng thế điện cực hiđro chuẩn E
o
2H+/H2
để xác định thế điện cực chuẩn cho các
cặp oxi hóa – khử khác. Bằng cách nối cặp oxi hóa – khử M
n+
/M chuẩn (cation M
n+
có

n+
/M là yếu hơn ion H
+
trong nửa pin 2H
+
/H
2

Ví dụ: Thế điện cực chuẩn của các cặp kim loại: E
o
Zn
2+
/Zn
= – 0,76 V; E
o
Ag
+
/Ag
= + 0,80 V
IV. DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn
Khóa học LTĐH KIT-1: Môn Hóa học (Thầy Vũ Kh󰖰c Ngọc)
Dãy điện hóa của kim loại
Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -
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. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, người ta dùng tên dãy sao cho phù hợp
V – Ý NGHĨA CỦA DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
1. So sánh tính oxi hóa – khử

Nếu phản ứng hóa học trên xảy ra giữa 2 cặp oxi hóa – khử Pb
2+
/Pb và Zn
2+
/Zn, ta viết các cặp oxi hóa – khử
trên theo trình tự: cặp nào có giá trị E
o
lớn hơn ở bên phải, cặp nào có giá trị E
o
nhỏ hơn ở bên trái. Ta có:
Theo quy tắc α: ion Pb
2+
oxi hóa được Zn, sản phẩm là những chất oxi hóa (Zn
2+
) và chất khử (Pb) yếu hơn. Phản
ứng trên có xảy ra.
- Kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn âm khử được ion hiđro của dung dịch axit (nói cách
khác, cation H
+
trong cặp 2H
+
/H
2
có thể oxi hóa được kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn âm)
b) Phương pháp 2 (phương pháp định lượng):
Quay lại ví dụ ion Pb
2+
có oxi hóa được Zn hay không trong phản ứng:
Pb
2+

o
pư
= E
o
Pb
2+
/Pb
– E
o
Zn
2+
/Zn
= -0,13 – (– 0,76)
= +0,63V
E
o
của phản ứng oxi hóa – khử là số dương (E
o
pư
> 0), kết luận là phản ứng trên có xảy ra.
3. Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa
E
o
pin
= E
o
(+)
– E
o
(-)

pin
= E
o
Ag
+
/Ag
– E
o
Zn
2+
/Zn
→ E
o
Zn
2+
/Zn
= E
o
Ag
+
/Ag
– E
o
pin
= +0,80 – 1,56 = –0,76 V
Giáo viên: Vũ Khắc Ngọc
Nguồn: Hocmai.vn