12.5.19 Lý Thuyết Điện Phân Dung Dịch Hóa 12

Lý Thuyết Điện Phân Dung Dịch Hóa 12 - Nguyễn Phúc Hậu EDU.
1. Khái niệm:
Là quá trình oxi hóa- khử xảy ra trên bề mặt điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.
2. Sự điện phân của các chất điện li.
A. Điện phân chất điện li nóng chảy:
- Chất điện li nóng chảy phân li thành ion. Cation chuyễn về catot, anion về anot
- Tại catot: cation KL nhận e thành KL
- Tại anot: anion nhường e thành phi kim
Điện phân chất điện li nóng chảy dùng điều chế các kim loại nhóm IA, IIA và Al.
Ví dụ: Điện phân Al2O3 nóng chảy pha thêm criolit (Na3AlF6) có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Catot ( - ) ← Al2O3 → Anot ( + )
4| Al3+ + 3e → Al 3| 2O2- → O2 + 4e
Phương trình điện phân là: 2Al2O3 4Al + 3O2
Điện phân NaOH nóng chảy có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Catot ( - ) ← NaOH → Anot ( + )
4| Na+ + 1e → Na 4OH- → O2 + 2H2O + 4e
Phương trình điện phân là: 4NaOH 4Na + O2 + 2H2O
B. Điện phân dung dịch chất điện li trong nước:
a) Khả năng phóng điện của các cation ở catot: Ở catot có thể xảy ra các quá trình khử sau đây:
- Mn+ + ne → M
- 2H+(axit) + 2e → H2
- Hoặc ion hiđro của nước bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Dạng oxi hóa của những cặp có thế càng lớn càng dễ bị khử. Theo dãy thế oxi hóa - khử thì khả năng bị khử của các ion kim loại như sau:
- Các cation từ Zn2+ đến cuối dãy Hg2+, Cu2+, Fe3+, Ag+…dễ bị khử nhất và thứ tự tăng dần
- Từ Al3+ đến các ion đầu dãy Na+, Ca2+, K+…không bị khử trong dung dịch
- Các ion H+ của axit dễ bị khử hơn các ion H+ của nước
b) Khả năng phóng điện của các anion ở anot: Ở anot xảy ra quá trình oxi hóa các anion gốc axit như Cl-, S2-…hoặc ion OH- của bazơ kiềm hoặc nước
- 2Cl- → Cl2 + 2e
- 4OH- → O2 + 2H2O + 4e
- Hoặc ion OH- của nước bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Dạng khử của những cặp có thế oxi hóa - khử càng nhỏ càng dễ bị oxi hóa. Theo dãy thế oxi hóa - khử thì khả năng bị oxi hóa của các anion như sau:
- Các anion gốc axit không chứa oxi dễ bị oxi hóa nhất theo thứ tự: RCOO- BÉ HƠN Cl- BÉ HƠN Br- BÉ HƠN I- BÉ HƠN S2-…
- Các anion gốc axit như NO3-, SO42-, PO43-, CO32-, ClO4-…không bị oxi hóa
- Riêng các ion OH- của kiềm hoặc của nước khó bị oxi hóa hơn các ion S2-, I-, Br-, Cl-…
- Nếu khi điện phân không dùng các anot trơ như graphit, platin (Pt) mà dùng các kim loại như Ni, Cu, Ag…thì các kim loại này dễ bị oxi hóa hơn các anion vì thế oxi hóa - khử của chúng thấp hơn, và do đó chúng tan vào dung dịch (anot tan)
LƯU Ý:
- Ở katot(K) thứ tự điện phân: Ag+, Fe3+, Cu2+, H+(của axit), Pb2+... Fe2+, Zn2+, H+ (của nước)
- Ở anot (A) thứ tự điện phân: S2-, I-, Br-, Cl- , OH-
Ví Dụ:
- Điện phân dung dịch K2SO4 với anot trơ có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Catot (-) ← K2SO4 → Anot (+)
H2O, K+ (H2O) H2O, SO42-
2| 2H2O + 2e H2 + 2OH- 2H2O O2 + 4H+ + 4e
Phương trình điện phân là: 2H2O 2H2 + O2
- Điện phân dung dịch NaCl bão hòa với điện cực trơ có màng ngăn có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Catot ( - ) ← NaCl → Anot ( + )
H2O, Na+ (H2O) Cl-, H2O
2H2O + 2e H2 + 2OH- 2Cl- Cl2 + 2e
Phương trình điện phân là: 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2
Nếu không có màng ngăn thì: Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O nên phương trình điện phân là: NaCl + H2O NaClO + H2
- Điện phân dung dịch NiSO4 với anot trơ có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Catot ( - ) ← NiSO4 → Anot ( + )
Ni2+, H2O (H2O) H2O, SO42-
2| Ni2+ + 2e Ni 2H2O O2 + 4H+ + 4e
Phương trình điện phân là: 2NiSO4 + 2H2O 2Ni + 2H2SO4 + O2
- Điện phân dung dịch NiSO4 với anot bằng Cu có thể biểu diễn bằng sơ đồ:
Catot ( - ) ←NiSO4 → Anot ( + )
Ni2+, H2O (H2O) H2O, SO42-
Ni2+ + 2e Ni Cu Cu2+ + 2e
Phương trình điện phân là: NiSO4 + Cu CuSO4 + Ni
- Điện phân dung dịch CuSO4 với anot bằng Cu (như hình vẽ sau đây):
Ở catot ( - ): Cu2+(dd) + 2e Cu làm giảm nồng độ ion Cu2+ ở bên nhánh trái của ống chữ U
Ở anot ( + ): Cu(r) Cu2+(dd) + 2e làm tăng nồng độ ion Cu2+ ở bên nhánh trái của ống chữ U và anot dần dần bị hòa tan
Phương trình điện phân là: Cu(r) + Cu2+(dd) Cu2+(dd) + Cu(r)
3. Định luật faraday:
Định luật Faraday là điện phân dung dịch khối lượng vật bán vào catot được tính theo công thức:
m=A.t.I/F.n
Trong đó A là nguyên tử khối của kim loại,
I là dòng điện chạy qua dung dịch điện phân
t là thời gian điện phân (tính theo s)
F=96500
n là hóa trị của kim loạim tính bằng gam (g)
===============================
Xem Clip Nhớ Like Và Đăng Kí Kênh Bấm Chuông Thông Báo Để Nhận Video Mới Của Miss Nguyễn Phúc Hậu EDU Nhé!!!
☆ ĐĂNG KÝ/SUBSCRIBE: bit.ly/haunguye...
================================
© Bản quyền thuộc về Nguyễn Phúc Hậu EDU
© Copyright by Nguyễn Phúc Hậu EDU ☞ Do not Reup.
================================
#ĐiệnPhân
#ĐiệnPhânHóa12
#ĐiệnPhânDungDịchHóa12
#Hóa12ChânTrờiSángTạo
#Hóa12