Phân loại, xây dựng cấu trúc các bài tập về pin điện hóa phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia - Pdf 31

SỞ GD-ĐT TỈNH BẮC NINH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH

ĐỀ TÀI “Phân loại, xây dựng cấu trúc các bài tập về pin
điện hóa phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia”

Người thực hiện: Th.s Vương Bá Huy
Tổ: Hóa học
Trường: THPT Chuyên Bắc Ninh

Năm học: 2012 - 2013
1


PIN ĐIỆN HÓA
Phần I: TỔNG QUAN
I. TẦM QUAN TRỌNG, VAI TRÒ CỦA PHẢN ỨNG TRONG PIN ĐIỆN:
Trong chương trình hoá học phổ thông có đề cập tới phản ứng oxi hóa - khử, trong
loại phản ứng này có thể chia làm hai loại:
Loại thứ nhất là phản ứng trong đó có sự trao đổi electron trên bề mặt của các chất tiếp,
đây là loại phản ứng oxi hóa khử phổ biến.
Loại thứ hai là phản ứng trao đổi electron trên bề mặt của hai điện cực, loại này được
gặp trong điện phân và trong pin điện.
Phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong pin điện ở chương trình học sinh các trường phổ
thông gặp không nhiều. Nhưng trong chương trình chuyên hóa và đặc biệt trong các bài thi
học sinh giỏi cấp Quốc gia và Quốc tế có đề cấp đáng kể.
II. TÌNH HÌNH THỰC TẾ NỘI DUNG KIẾN THỨC VỀ PIN ĐIỆN TRONG
CÁC TÀI LIỆU HIỆN HÀNH:
Trong các tài liệu hiện hành thì chủ yếu là các tài liệu cho học sinh ôn luyện thi đại
học và cao đẳng, các tài liệu này quá nhiều mà không có sự thống nhất một lí thuyết chuẩn
mực mà nặng về bài tập tính toán gây cho học sinh lối học thụ động, không có tính sáng

- Phân tích có chọn lọc các bài tập trong sách giáo khoa, các đề thi học sinh giỏi và
một số bài đề xuất thêm để phân loại đánh giá các bài tập về phản ứng trong pin điện.
- Từ đó định ra các cấu trúc các bài tập về phản ứng xảy ra trong pin điện.
V. VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
QUỐC GIA:
Để đặt ra được các yêu cầu cho học sinh trong quá trình giảng dạy thì việc lựa chọn,
xây dựng các bài tập là một việc làm hết sức quan trọng và cần thiết đối với mỗi giáo viên.
Thông qua bài tập, giáo viên sẽ đánh giá được khả năng nhận thức, khả năng vận dụng
kiến thức của học sinh. Bài tập là phương tiện cơ bản nhất để dạy học sinh tập vận dụng
kiến thức vào thực hành. Quá trình vận dụng kiến thức thông qua các bài tập có rất nhiều
3


hình thức phong phú và đa dạng. Thông qua việc giải các bài tập mà kiến thức được củng
cố khắc sâu, chính xác hoá, mở rộng và nâng cao. Cho nên bài tập vừa là nội dung, vừa là
phương pháp, vừa là phương tiện để thúc đẩy việc dạy tốt và học tốt.
Đặc biệt, bài tập hoá học là phương tiện cơ bản để dạy học sinh vận dụng các kiến
thức hoá học vào thực tế đời sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học. Bài tập hoá học
có tác dụng giáo dục trí dục và đức dục rất lớn. Đó là:
- Rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng được các kiến thức đã học.
- Đào sâu và mở rộng kiến thức một cách phong phú, hấp dẫn.
- Ôn tập, củng cố và hệ thống hoá kiến thức một cách dễ hiểu nhất.
- Rèn luyện được kĩ năng cần thiết về hoá học, như kĩ năng cân bằng phương trình, kĩ
năng tính toán, kĩ năng tư duy đặc thù riêng của môn hoá học,.v.v...
- Phát triển năng lực nhận thức, trí thông minh cho học sinh.
- Giáo dục tư tưởng, đạo đức, tác phong như rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, sáng
tạo, chính xác, khoa học. Nâng cao lòng yêu thích học tập bộ môn. Qua đó, phát triển một
cách toàn diện nhân cách cho học sinh.

4



Là một hệ điện hóa gồm một kim loại bị bao phủ một hợp chất khó tan (muối hoặc
hiđroxit hoặc oxit) nhúng vào một dung dịch chứa anion của hợp chất khó tan đó:
M, MA A(C) .
Ví dụ 1: Điện cực Ag, AgCl KCl(C). Cho Ks = 10-10, EoAg+/Ag = 0,799V. Tính EoAgCl/Ag và
EAgCl/Ag khi C = 2M.
Phân tích: Đây là một hệ điện hóa có quá trình xảy ra của phản ứng oxi hóa – khử
và cân bằng của hợp chất ít tan. Học sinh có thể vận dụng đa dạng với các hợp chất ít tan
khác.
Hướng dẫn:
* Tính EoAgCl/Ag:
+ Tính theo tổ hợp cân bằng:
Ag+ + e ⇌ Ag

K1 = 100,799/0,0592

AgCl ⇌ Ag+ + Cl-

Ks = 10-10

AgCl + e ⇌ Ag + Cl- K = 10E/0,0592
=> K = K1.Ks
=> EoAgCl/Ag = EoAg+/Ag + 0,0592lgKs = 0,799 + 0,0592lg10-10 = 0,207(V)
+ Hoặc tính theo biểu thức:
EAgCl/Ag = EoAg+/Ag + 0,0592lg[Ag+]
= EoAg+/Ag + 0,0592lgKs/[Cl-]
- Khi thế khử chuẩn lấy [Cl-] = 1M
=> EoAgCl/Ag = EoAg+/Ag + 0,0592lgKs = 0,799 + 0,0592lg10-10 = 0,207(V)
- Khi nồng độ không chuẩn CCl- = 2M, ta có:

7


Pt Cr3+( C1 mol/l); Cr2O72-( C2 mol/l) H+ (C3 mol/l).
Pt Br-( C1 mol/l); Br2(C2 mol/l).
(Các giá trị C1, C2, C3 có thể giống nhau hoặc khác nhau)
...
Hướng dẫn:
Viết các quá trình dưới dạng tổng quát:
a.ox + ne + bB + .... ⇌ l.kh + mM + ...
Theo phương trình Nec (Nernst):
E = E0ox/kh - (0,0592/n)lg(([kh]l.[M]m. .../[ox]a.[B]b...)
Nhận xét:
Đây là các quá trình ox/kh phổ biến, thường gặp. Thế khử của mỗi cặp ox/kh có thể liên
quan đến pH hoặc không liên quan đến pH.
4. Điện cực khí:
Là một hệ điện hoá gồm điện cực trơ (Pt) tiếp xúc đồng thời với khí và dung dịch chất
điện li:
a) Điện cực khí hiđro:
Ví dụ 4: Viết điện cực, nửa phản ứng và biểu thức liên quan tới thế khử của điện cực hiđro
với axit mạnh và axit yếu HA có hằng số cân bằng Ka:
Phân tích: Bài toán cơ bản là học sinh thiết lập một hệ điện hóa của một axit mạnh
với một điện cực chuẩn. Từ suất điện động của pin đo được, tính ra thế điện cực hiđro rồi
xác định được pH của dung dịch. Còn nếu đo được pH của dung dịch và suất điện động
của pin thì xác định được thể khử của một cặp ox/kh cần nghiên cứu. Bài toán ở mức độ
nâng cao hơn là cho hệ điện hóa với một axit yếu. Qua ví dụ này giúp học sinh có thể tìm
được hằng số cân bằng của một axit yếu thông qua thiết lập một pin điện giữa một điện
cực Pt nhúng trong dung dịch axit HaA (biết nồng độ) với một điện cực chuẩn.
Hướng dẫn:
+ Axit mạnh (H+):

oxi.
Phân tích: Phần này giúp cho học sinh hiểu quá trình khử của oxi trong các môi
trường khác nhau và khả năng oxi hóa của oxi phụ thuộc vào pH của môi trường. Qua biểu
thức thấy được nếu pH càng nhỏ thì khả năng oxi hóa của oxi càng mạnh.
Hướng dẫn:
+ Với điện cực:
9


Pt, O2( P), H2O 4OH- (C)
Nửa phản ứng:
O2 + 4e + 2H2O ⇌ 4OHE(O2,H2O)/OH- = Eo(O2,H2O)/OH- + (0,0592/4)lg(PO2/[OH-]4
Nếu PO2= x =1 atm, thì E(O2,H2O)/OH- = Eo(O2,H2O)/OH- - 0,0592lg[OH-]
= Eo(O2,H2O)/OH- + 0,0592pOH
= Eo(O2,H2O)/OH- + 0,0592(14 - pH) (*)
+ Với điện cực:
Pt, O2(P), H+(C) 2H2O
Nửa phản ứng: O2 + 4e + 4H+ ⇌ 2H2O
=> E(O2,H+ )/H2O = Eo(O2,H+ )/H2O + (0,0592/4)lgPO2.[H+]4
Nếu PO2= x = 1atm; => E(O2,H+ )/H2O = Eo(O2,H+ )/H2O + 0,0592lg[H+]
= Eo(O2,H+ )/H2O - 0,0592pH
= Eo(O2,H+ )/H2O - 0,0592(14 - pOH)

(**)

(Từ Eo(O2,H2O)/OH- <=> Eo(O2,H+ )/H2O thông qua tổ hợp cân bằng của H2O).

III. CÁC LOẠI PIN ĐIỆN:

III.1- Pin không nối lỏng:

Sơ đồ pin: (-) Pt Cl2 (P2) HCl(aq) Cl2(P2), Pt (+) (Với P2 < P1)
Hệ điện hóa của loại pin này chỉ là do sự chênh lệch về áp suất của cùng một dạng khí,
cũng tạo cho thế khác nhau và được hình thành pin điện.
Nửa phản ứng ở anot (-): 2Cl- → Cl2 + 2e
Nửa phản ứng ở catot (+): Cl2 + 2e → 2ClHoặc: Sơ đồ pin: (-) Pt H2 (P2) HCl(aq) Cl2(P2), Pt (+)
Nửa phản ứng ở anot (-): H2 → 2H+ + 2e
Nửa phản ứng ở catot (+): Cl2 + 2e → 2Cl=> Phản ứng xảy ra trong pin: H2 + Cl2 → 2HCl
Hoặc: Sơ đồ pin: (-) Ag,AgCl HCl Cl2(P atm), Pt (+)
Nửa phản ứng ở anot (-): Ag + Cl- + 1e → AgCl
11


Nửa phản ứng ở catot (+): Cl2 + 2e → 2Cl=> Phản ứng khi pin hoạt động:
2Ag + Cl2 → 2AgCl
2. Pin Zn - Hg được nhúng trong dung dịch KOH CM. EoZnO22-/Zn=-1,22V; EoHgO/Hg= 0,12V
Hướng dẫn: Đây là pin điện gồm hai điện cực là dạng khử được nhúng cùng trong
dung dịch KOH. Trong loại pin này cần nắm được dạng oxi hóa tồn tại là gì ? Để viết cho
đúng học sinh cần hiểu Zn (II) trong môi trường kiềm và mỗi quá trình khi viết phải đúng
cho môi trường của pin hoạt động.
Sơ đồ pin điện:
(-) Zn KOH (C) HgO, Hg (+)
Nửa phản ứng ở anot (-): Zn + 4OH- → Zn(OH)42- + 2e
Nửa phản ứng ở catot (+): HgO + 2e + H2O → Hg + 2OH=> Phản ứng khi pin hoạt động:
Zn + HgO + 2OH- + H2O → Zn(OH)42- + Hg
3. Pin Zn - PbO2 được nhúng trong dung dịch H2SO4 38%. EoPbO2/Pb = 1,455V
Hướng dẫn: Đây là một pin điện gồm hai điện cực dạng khử và điện cực trơ (có
chứa dạng ox/kh) cùng nhúng trong dung dịch H2SO4 loãng.
Sơ đồ pin điện:
(-) Zn Zn2+(C), H2SO4 (C%) PbSO4, PbO2, Pt (+)
Nửa phản ứng ở anot (-): Zn → Zn2+ + 2e

b) Theo phản ứng khi nạp điện ta có:
mPbSO4 = M.nPbSO4 = 303(It/2F).2 = 303(10.1,5.3600/96500) = 169,55 (g)
6. Có một pin điện (gọi là pin nhiên liệu, dùng để cung cấp điện năng và nước tinh khiết
cho các chuyên gia bay trong vũ trụ) gồm điện cực anot (C-Ni), điện cực catot có (C-NiNiO) nhúng vào Na2CO3 nóng chảy và nạp H2 vào điện cực anot, O2 vào điện cực catot.
Viết các bán phản ứng, phương trình phản ứng khi pin hoạt động và sơ đồ pin.
Hướng dẫn: Đây là một loại pin gồm hai điện cực là các chất không than gia quá
trình oxi hóa – khử được nhúng cùng trong chất điện li nóng chảy. Loại pin này ban đầu
học sinh khó hình dung các phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực. Để hiểu và viết được thì học
13


sinh suy luận dạng oxi hóa và dạng khử tạo ra khi pin làm việc sẽ tham gia phản ứng để
ion CO32- không đổi.
+ Nửa phản ứng ở anot: H2 + CO32- → CO2 + H2O + 2e
Nửa phản ứng ở catot: 1/2 O2 + 2e + CO2 → CO32=> Phương trình phản ứng khi pin hoạt động:
H2 + 1/2 O2 → H2O
=> Sơ đồ pin:
(-) C-Ni, H2 Na2CO3(n/c) O2, C-Ni-Ni (+)

III.2- Pin nối lỏng:
Pin nối lỏng là loại pin gồm hai điện cực được nhúng trong hai dung dịch điện li và được
tạo nối giữa hai dung điện li thường bằng cầu muối chứa dung dịch KCl bão hòa.
Tổng quát: (-) kh1/ox1 ox2/kh2 (+)
1. Pin nồng đồ:
Ví dụ 8: Cho quá trình xảy ra trong pin như sau:
1)

Ag+ (C1) → Ag+ (C2)

2)

1) Do tính oxi hóa của ion Cu2+ > Zn2+ (hoặc E(Cu2+/Cu) > E(Zn2+/Zn), nên có sơ đồ pin:
(-) Zn ZnSO4C1 CuSO4C2 Cu (+)
Nửa phản ứng ở anot: Zn → Zn2+ + 2e
Nửa phản ứng ở catot: Cu2+ + 2e → Cu
=> Phản ứng khi pin hoạt động: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
2) Do tính oxi hóa của ion Cr2O72- > Fe3+ (hoặc E(Cr2O72-/Cr3+) > E(Fe3+/Fe2+), nên có sơ đồ pin:
(-) Pt Fe2+; Fe3+ (aq) Cr2O72-; Cr3+(aq) Pt (+)
Nửa phản ứng ở anot: Fe2+ → Fe3+ + e
Nửa phản ứng ở catot: Cr2O72- + 6e + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O
=> Phản ứng khi pin hoạt động: 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
3) Do tính oxi hóa của ion MnO4- > Br2 (hoặc E(MnO4-/Mn2+) > E(Br2/2Br-), nên có sơ đồ pin:
(-) Pt Br2(C1)Br-(C2) MnO4-; Mn2+(aq) Pt (+)
Nửa phản ứng ở anot: 2Br- → Br2 + e
Nửa phản ứng ở catot: MnO4- + 5e + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
=> Phản ứng khi pin hoạt động: 10Br- + MnO4- + 8H+ → Mn2+ + 5Br2 + 4H2O
15


3. Pin điện có các phản ứng phụ:
Trong loại pin điện cơ bản mà học sinh thường là các quá trình xảy ra trong pin khi pin
hoạt động chỉ là các quá trình oxi hóa – khử. Để nâng cao bài toán và có tính ứng dụng,
trong pin điện còn có các phản ứng axit – bazơ, phản ứng tạo hợp chất ít tan, phản ứng tạo
phức.
Ví dụ 10: Viết sơ đồ pin điện, các quá trình xảy ra ở mỗi điện cực khi pin hoạt có phản
ứng:
1)

H+ + RCOO- → RCOOH

2)

Nửa phản ứng ở anot: H2 + 2RCOO- → 2RCOOH + 2e
Nửa phản ứng ở catot: 2H+ + 2e → H2
2) Sơ đồ pin điện có phản ứng: 2Ag+ + SO42- → Ag2SO4
(-) Ag, Ag2SO4 K2SO4(C1) Ag+(C2) Ag (+)
16


Nửa phản ứng ở anot: Ag + SO42- → Ag2SO4 + 2e
Nửa phản ứng ở catot: Ag+ + 1e → Ag
3) Sơ đồ pin điện có phản ứng: Ag2SO4 + 2Cl- → 2AgCl + SO42(-) Ag, AgCl KCl(C1) K2SO4(C2) Ag2SO4, Ag (+)
Nửa phản ứng ở anot: Ag + Br- → AgBr + e
Nửa phản ứng ở catot: AgCl + e → Ag + Cl4) Sơ đồ pin điện có phản ứng: Ni2+ + 4CN- → Ni(CN)4 2(-) Ni Ni(CN)42-, KCN(C1) Ni2+(C2) Ni (+)
Nửa phản ứng ở anot: Ni + 4CN- → Ni(CN)42- + 2e
Nửa phản ứng ở catot: Ni2+ + 2e → Ni
5) Sơ đồ pin điện có phản ứng: [Cu(NH3)4]2+ + 4CN- → [Cu(CN)4]2- + 4NH3
(-) Cu Cu(CN)42-; KCN(C1) NH3(C2); Cu(NH3)42+ Cu (+)
Nửa phản ứng ở anot: Cu + 4CN- → Cu(CN)42- + 2e
Nửa phản ứng ở catot: Cu(NH3)42+ + 2e → Cu + 4NH3
6) Sơ đồ pin điện có phản ứng: AgCl + 2CN- → [Ag(CN)2]- + Cl(-) Ag Ag(CN)2-; KCN(C) KCl(C) AgCl, Ag (+)
Nửa phản ứng ở anot: Ag + 2CN- → Ag(CN)2- + e
Nửa phản ứng ở catot: AgCl + e → Ag + Cl-

B. BÀI TẬP VẬN DỤNG:
I. Viết sơ đồ pin, các quá trình, phương trình phản ứng khi
pin hoạt động, tính suất điện động của pin:
Ví dụ 11: Thêm 0,40 mol KI vào 1 lít dung dịch KMnO4 0,24 M ở pH = 0
a) Tính thành phần của hỗn hợp sau phản ứng.
b) Tính thế của điện cực platin nhúng trong hỗn hợp thu được so với điện cực
calomen bão
Cho ë pH = 0 vµ ë 25oC thÕ ®iÖn cùc tiªu chuÈn E o cña mét sè cÆp oxi ho¸ - khö ®îc cho


0,08

0, 2

Do Eo MnO4-/Mn2+ = 1,51V > Eo IO3-/I2 = 1,19V; nờn MnO4 cũn d s oxi hoỏ tip I2 thnh
IO3 theo phn ng:
2 MnO4 + I2(r)
CO

0,16

C

0,16

0,08

0

0,12

C

+ 4 H+ 2 IO3 + 2 Mn2+ + 2 H2O ; K = 10 176

0,2

0,08
1

AgOH + H+

(1) ; K1= 10 –11,70

Pb2+ + H2O

PbOH+ + H+

(2) ; K2= 10 –7,80

Chỉ số tích số tan pKs: AgI là 16,0 ; PbI2 là 7,86 ; AgSCN là 12,0; E0Ag+/Ag = 0,799V.
Phân tích: Đây là bài toán hệ điện hóa gồm hai điện cực đều là điện cực kim loại
được bao phủ bởi hợp chất ít tan, các quá trình xảy ra ở mỗi điện cực có ảnh hưởng của
hợp chất ít tan, nên thế khử của mỗi cặp sẽ thay đổi. Để hiểu và làm được dạng bài này,
học sinh phải nắm trắc cân bằng của hợp chất ít tan, phần nâng cao của bài toán là cho hệ
điện hóa có nhiều hợp chất ít tan, nên học sinh phải xét đến cân bằng chính. Khi học sinh
tính thế khử của cặp ox/kh, thường học sinh khó hiểu giá trị của dạng oxi hóa và dạng khử
trong biểu thức tính theo phương trình Nec (hoặc hiểu là giá trị ban đầu của dạng oxi hóa,
dạng khử) là bao nhiêu ? Điều này giáo viên nhấn mạnh cho học sinh thấy được giá trị
dạng oxi hóa, dạng khử trong biểu thức tính, chính là giá trị tồn tại ở trạng thái cân bằng
của cân bằng chính.
Hướng dẫn:
1a) Dung dịch B: Thêm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050
CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M
Ag+
0,025

+

I0,125

Ks1 = 1.10-16 (3)

PbI2 ↓

Pb2+ + 2I-

Ks2 = 1.10-7,86 (4)

Ks1
3,02.10

E của cực Ag trong dung dịch A:
Ag+ + e
E 1 = E 0Ag +

Ag

[

]

+ 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,31.10 −14
Ag

E 1 = 0,001V

Dung dịch X
Ag+ + SCN0,01

AgSCN↓

0,04
20

KS-1 = 1012,0


x



Ag

Epin = 0,179 – 0,001 = 0,178V

c) Ph¬ng tr×nh ph¶n øng
Ag + I AgSCN
AgSCN

AgI
+

+

e

Ag

I-

AgI

K=

d)

+

K s ( AgSCN )
K s ( AgI)

phải xác được dạng oxi hóa và dạng khử ở mỗi điện cực và thế khử nào lớn hơn để xác
định điện cực catot (cực dương).
Do ion H+ từ HSO4- nhiều hơn ion H+ từ CH3COO- nên có sơ đồ pin là:
(-) Pt H2 (1 atm) CH3COO- (0,08M) HSO4- (0,05M) H2 (1 atm) Pt (+)
Nửa phản ứng ở antot:
H2 + 2CH3COO- → 2CH3COOH + 2e
Nửa phản ứng ở catot:
2HSO4- + 2e → H2 + SO42=> Phản ứng xảy ra khi pin hoạt động:
CH3COO- + HSO4- ⇌ CH3COOH + SO422. Tính ∆Gpin
Hướng dẫn: Để tính được ∆Gpin của loại pin điện mà phản ứng xảy ra của pin không
phải phản ứng oxi hóa khử (phản ứng axit – bazơ hoặc phản ứng tạo hợp chất ít tan hoặc
phản ứng tạo phức), học sinh tính theo thế khử của quá trình khử ở mỗi điện cực, sau đó
tính ra suất điện của pin và tính năng lượng Gipxơ: ∆Gpin = - nFEpin
+ Tính E(-):
Theo cân bằng:
CH3COO- + H2O ⇌ CH3COOH + OHCo

1

[]

(1-x)

x

x
22

Kb = Ka-1.Kw = 10-9,24


Khi I = 0 có nghĩa là pin ngừng phóng điện, tức là phản ứng trong pin đạt đến trạng thái
cân bằng:
CH3COO- + HSO4- ⇌ CH3COOH +
Co

0,08

0,05

[]

(0,03+x)

x

(0,05-x)

SO42- K = 10-2.(10-4,76)-1 = 102,76

(0,05-x)

=> K = .... = (0,05-x)2/(0,03+x).x = 102,76 => x = 1,43.10-4(M)
=> [CH3COOH] = [SO42-] = 0,05-1,43.10-4 = 0,049857(M); [HSO4-] = 1,43.10-4M;
[CH3COO-] = 0,03 + 1,43.10-4 = 0,030143(M).
4. Ghép pin xung đối:
(-) Pt H2 CH3COO- (0,080M) HSO4- (0,050M) H2 Pt (+)
với pin: (-) Ag, AgCl HCl (1,50M) KCl(bão hoà) Hg2Cl2, Hg (+)
Cho EoAgCl/Ag = 0,222V; EHg2Cl2/Hg = 0,244V; KaCH3COOH = 10-4,76 ; KaHSO4- = 10-2,00
23



[]

(0,05-x)

x

K = 10-2

x

=> K = ... = x2/(0,05-x) = 10-2 (với 0 < x < 0,05) => x = 0,018
=> E(+) = 0,0592lg[H+] = 0,0592lg0,018 = - 0,103(V)
=> Epin(1) = E(+) - E(-) = -0,103 -(-0,52) = 0,417 (V)
+ Xét pin 2: (-) Ag, AgCl HCl (1,50M) KCl(bão hoà) Hg2Cl2, Hg (+)
- Bán phản ứng ở anot:
Ag + Cl- → AgCl + e
=> EAgCl/Ag = EoAgCl/Ag + 0,0592lg(1/CCl-) = 0,222 + 0,0592lg(1/1,5) = 0,212(V)
=> Epin(2) = E(+) - E(-) = 0,244 - 0,212 = 0,032(V)
Vì Epin(1) = 0,417 > Epin(2) = 0,032(V), nên pin (1) có vai trò cung cấp điện cho pin (2) (pin
được nạp điện). Do vậy sơ đồ pin được nối như sau và các bán phản ứng xảy ra:
24


Pin: (-) Pt H2 CH3COO- (0,080M) HSO4- (0,050M) H2 Pt (+)
HI2 + 2CH3COO-→2CH3COOH +2e
Đ/p:

2HSO4- +2e → SO42- + H2
I

tiếp xúc với điện cực kim loại.
Tuỳ theo cách trình bày, ở đây học sinh có thể viết ngay theo hệ thức tính sức điện động
của pin:
Epin = E(+) – E(-)
0

= ( E Ag /Ag + 0,0592.lgKs(AgCl) – 0,0592.lg0,5 ) – ( - 0,763 +
+

25

0,0592
2

2+

lg[Zn ] )



Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status