Phương pháp điện thế kế

www.chemsys.blogspot.com


Giới thiệu và phân loại các phương
pháp phân tích điện hóa:
Các PP đo trên bề mặt
tiếp xúc

Có dòng
(I>0)

Không dòng
(I = 0)

Dòng cố định
Thế kiểm
soát
5/5/2008

Các phương pháp
PT điện hóa

Đo điện thế

Các PP đo trong
dung dịch

Đo độ dẫn


ứng điện hóa:
Xem phaûn öùng oxid hoùa khöû
sau:
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
Cu2+

Zn
Zn
Zn2+
Cu

Cu2+
Cu2+
Cu2+

5/5/2008

Cu2+

Zn

Zn
Zn

Zn
Zn

Hóa phân tích 3

4

trong dung dịch ZnSO4
(anod), một thanh đồng
(catod) nhúng trong dung
dịch CuSO4. Những ngăn
dung dịch Cu/Cu2+, Zn/Zn2+
được gọi là các điện cực.
Hai bình dung dịch được nối
với nhau bằng một ống dẫn
trong đó chứa dung dịch KCl
bão hòa gọi là cấu muối.

5/5/2008

Hóa phân tích 3

6


Tế bào điện hóa (tt.)
Các quá trình xảy ra trong Tế bào điện hóa
1. Trong dây dẫn: electron di chuyển từ thanh Zn qua thanh
Cu
2. Trong ngăn dung dịch bên trái, ion Zn2+ di chuyển ra xa
khỏi bề mặt điện cực, các ion sulfat di chuyển tới bề mặt
điện cực. Bên ngăn dung dịch bên phải, ion Cu2+ di chuyển
tới bề mặt dung dịch, các anion di chuyển ra xa khỏi điện
cực. Trong cầu muối, ion K+ di chuyển về bên phải, ion Cl- di
chuyển về bên trái
3. Các quá trình xảy ra trên bề mặt điện cực là các phản ứng
oxid hóa khử bao gồm sự oxid hóa Zn thành Zn2+ ở ngăn

8


Tế bào điện hóa (tt.)
Phản ứng chung của Tế bào điện hóa
được viết:

5/5/2008

Hóa phân tích 3

9


Tế bào điện hóa (tt.)
Phân biệt Tế bào galvani và Tế bào điện phân
Tế bào Galvani
Tế bào điện phân
zTạo ra năng lượng
zTiêu thụ năng lượng
điện
điện
zPhản ứng diễn ra tự zPhản ứng diễn ra
phát
không tự phát

5/5/2008

Hóa phân tích 3


12


Câu hỏi thảo luận (2):
Thiết lập Tế bào điện hóa có phản ứng
tổng quát như sau:
zZn + 2H+ ↔ Zn2+ + H2
z2AgCl (r) + H2 (k) ↔ 2Ag (r) + 2Cl- (aq) +
2H+ (aq)
z2Fe3+ (aq) + 2I- (aq) ↔ 2Fe2+ (aq) + I2 (aq)

5/5/2008

Hóa phân tích 3

13


Phương trình Nernst
Xem phản ứng:
Zn + Cu2+ ↔ Zn2+ + Cu
Hằng số cân bằng
của phản ứng:

K=

5/5/2008

Thương số phản
ứng:

15


Phương trình Nernst (tt.)
Thay hai pt trên được:

RT
RT
Ecell = −
lnQ +
lnK
nF
nF
RT
0
Ecell =
lnK
nF
RT
0
Ecell = Ecell −
lnQ
nF
E0 được gọi là thế điện cực tiêu chuẩn của tế bào
5/5/2008

Hóa phân tích 3

16



Bản chất của thế điện cực:
z

z

Không có thiết bị đo
lường nào có thể đo được
điện thế của một điện
cực.
Thế điện cực có bản
chất tương đối: nghĩa là
giá trị thế của nó phụ
thuộc vào giá trị thế của
một điện cực được chọn
làm điện cực quy chiếu.

5/5/2008

Hóa phân tích 3

19


Chọn ai làm quy chiếu?
Điện cực hydrogen tiêu chuẩn (SHE)
ESHE = 0V
Không thay đổi theo
nhiệt độ
Hoàn toàn thuận nghịch

điện cực là
thế của tế bào
điện hóa được
thiết lập với anod
là SHE còn catod
là điện cực muốn
đo thế
zThế điện cực
tiêu chuẩn: lúc
hoạt độ các phần
tử trong dung
Pt, H2 1.00 atm|H+ a = 1.00||Mn+, xM|M
dịch bằng đơn vị
5/5/2008

Hóa phân tích 3

22


Dấu của thế điện cực (+):
Ecell = Ecatod EEanod
= + 0.337V:
o

Thế điện cực tiêu
chuẩn của đồng

H2 ↔ 2H+ + 2e Cu2+ + 2e ↔ Cu
5/5/2008

ra tự phát hay không trong tế bào điện hóa có
SHE làm anod và điện cực khảo sát làm
catod.
;

5/5/2008

Hóa phân tích 3

25