Bài học cùng chủ đề
Thế điện cực chuẩn của kim loại SVIP
I. CẶP OXI HÓA - KHỬ CỦA KIM LOẠI
Dạng oxi hóa (Mn+) và dạng khử (M) của cùng một nguyên tố kim loại có thể tạo thành cặp oxi hóa - khử.
Kí hiệu: Mn+/M
\(M^{n+}+ne\rightleftharpoons M\)
Ví dụ:
\(Mg^{2+}\) | + | 2e | \(\rightleftharpoons\) | \(Mg\) | ||
Dạng oxi hóa | Dạng khử |
Câu hỏi:
@205592935670@
II. THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI
1. Thế điện cực chuẩn
Mỗi cặp oxi hóa – khử đều có thể tạo nên một điện cực, tại đó dạng oxi hóa và dạng khử tồn tại trong trạng thái cân bằng.
Ví dụ: Khi nhúng thanh Zn vào dung dịch muối ZnSO4 sẽ xảy ra cân bằng Zn2+ + 2e ⇌ Zn, hình thành điện cực kẽm.
- Điện cực với nồng độ ion kim loại 1 M và nhiệt độ 25 oC (298K) được gọi là điện cực chuẩn.
Thế điện cực chuẩn là đại lượng đặc trưng về điện thế của mỗi điện cực kim loại ở điều kiện chuẩn.
Kí hiệu: \(E^o_{\text{oxi hóa/khử}}\) (V)
Ví dụ: Thí nghiệm chứng minh sự xuất hiện của dòng điện trên điện cực Cu và Zn.
Cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn thì dạng khử có tính khử mạnh hơn, dạng oxi hóa có tính oxi hóa yếu hơn và ngược lại.
Ví dụ: Thế điện cực chuẩn của cặp Na⁺/Na là -2,713 V (giá trị âm tương đối lớn), chứng tỏ kim loại Na có tính khử rất mạnh, còn ion Na+ gần như không có tính oxi hóa.
2. Bảng thế điện cực chuẩn của kim loại và ứng dụng
Nguyên tố | Bán phản ứng | Thế điện cực chuẩn Eo (V) |
|---|---|---|
Li | Li + 1e ⇌ Li | -3,040 |
K | K+ + 1e ⇌ K | -2,924 |
Ba | Ba2+ + 2e ⇌ Ba | -2,92 |
Ca | Ca2+ + 2e ⇌ Ca | -2,84 |
Na | Na+ + 1e ⇌ Na | -2,713 |
Mg | Mg2+ + 2e ⇌ Mg | -2,356 |
Al | Al3+ + 3e ⇌ Al | -1,676 |
Zn | Zn2+ + 2e ⇌ Zn | -0,762 |
Cr | Cr3+ + 3e ⇌ Cr | -0,74 |
Fe | Fe2+ + 2e ⇌ Fe | -0,44 |
H2 | 2H2O + 2e ⇌ H2 + 2OH- | -0,414 |
Cd | Cd2+ + 2e ⇌ Cd | -0,403 |
Ni | Ni2+ + 2e ⇌ Ni | -0,257 |
Sn | Sn2+ + 2e ⇌ Sn | -0,137 |
Pb | Pb2+ + 2e ⇌ Pb | -0,126 |
H2 | 2H+ + 2e ⇌ H2 | 0,000 |
Cu | Cu2+ + 2e ⇌ Cu | +0,340 |
Fe | Fe3+ + 1e ⇌ Fe2+ | +0,771 |
Ag | Ag+ + 1e ⇌ Ag | +0,799 |
Hg | Hg2+ + 2e ⇌ Hg | +0,853 |
Br | Br2(aq) + 2e ⇌ 2Br- | +1,087 |
O | O2 + 4H+ + 4e ⇌ 2H2O | +1,229 |
Cl | Cl2 (aq) + 2e ⇌ 2Cl- | +1,358 |
Au | Au3+ + 3e ⇌ Au | +1,52 |
➤ So sánh tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa – khử
Giá trị thế điện cực chuẩn \(E^o_{M^{n+}/M}\) càng lớn thì tính oxi hóa của Mn+ càng mạnh, còn tính khử của M càng yếu.
Ví dụ: Thế điện cực chuẩn của cặp Mg2+/Mg và Fe2+/Fe lần lượt là -2,356 V và -0,440 V chứng tỏ tính khử của Mg mạnh hơn Fe, tính oxi hóa của Mg2+ yếu hơn Fe2+.
Câu hỏi:
@205831730438@
➤ Dự đoán chiều phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử
Kim loại của cặp oxi hóa - khử có thế điện cực nhỏ hơn có thể khử được ion kim loại của cặp oxi hóa - khử có thế điện cực lớn hơn.
Chất oxi hóa mạnh + Chất khử mạnh → Chất khử yếu + Chất oxi hóa yếu
Ví dụ: Đồng có tính khử mạnh hơn so với bạc do \(E^o_{Ag^+/Ag}\left(0,799V\right)>E^o_{Cu^{2+}/Cu}\left(0,340V\right)\).
\(Cu\left(s\right)+2Ag^{+}\left(aq\right)\rarr Cu^{2+}\left(aq\right)+2Ag\left(s\right)\)
Quy tắc alpha (α) có thể dự đoán chiều phản ứng oxi hóa - khử theo thế điện cực chuẩn.
Ví dụ: Zn2+/Zn có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn Fe2+/Fe.
Phản ứng hóa học xảy ra theo chiều mũi tên:
\(Fe^{2+}\left(aq\right)+Zn\left(s\right)\rarr Zn^{2+}\left(aq\right)+Fe\left(s\right)\)
Câu hỏi:
@205831728763@