5
57chem.hus
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
I. Kiến thức và chú ý
A. Định nghĩa
§ Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.
+ Tại catot (cực õm) xảy ra quỏ trỡnh khử (nhận e)
+ Tại Anot (cực dương) xảy ra quỏ trỡnh oxi hoỏ (cho e)
§ Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
B. Các trường hợp điện phân
1. Điện phân nóng chảy
Phương pháp điện phân nóng chảy chỉ áp dụng điều chế các kim loại hoạt động rất mạnh như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al
a) Điện phân nóng chảy oxit: chỉ áp dụng điều chế Al
2Al2O3---->4Al+3O2
* Tác dụng của Na3AlF6 (criolit):
+ Hạ nhiệt cho phản ứng.
+ Tạo ra một chất lỏng dẫn điện tốt hơn nhôm oxit nóng chảy.
+ Tạo ra một lớp màng nhẹ nổi lên trên bề mặt của nhôm ngăn không cho Al tiếp xúc với oxi và không khí.
Quá trình điện phân:
+ Catot (-): + Anot (+):
Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mòn:
C+O2---CO2
2C+O2--->2CO
Khí ở anot sinh ra thường là hỗn hợp khí CO, CO2 và O2. Để đơn giản người ta thường chỉ xét phương trình:
b) Điện phân nóng chảy hiđroxit
Điện phân nóng chảy hiđroxit của kim loại nhóm IA và , , để điều chế các kim loại tương ứng.
2M(OH)n---->2M+n/2O2+nH2O
c) Điện phân nóng chảy muối clorua
Điện phân nóng chảy muối clorua của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ để điều chế các kim loại tương ứng.
MCln--->M+n/2Cl2
2. Điện phân dung dịch
- Áp dụng để điều chế các kim loại trung bình, yếu.
- Trong điện phân dung dịch nước giữ một vai trò quan trọng:
+ Là môi trường để các cation và anion di chuyển về 2 cực.
+ Có thể tham gia vào quá trình điện phân:
Tại catot (-) H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH–
Tại anot (+) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Về bản chất nước nguyên chất không bị điện phân do điện ở quá lớn (I=0). Do vậy muốn điện phân nước cần hoà thêm các chất điện li mạnh như: muối tan, axit mạnh, bazơ mạnh...
Các bước viết sơ đồ và phương trình điện phân dung dịch (điện cực trơ, màng ngăn xốp):
Bước 1: Viết phương trình điện li của chất tan có trong dung dịch điện phân và xác định sự có mặt của các tiểu phân ở các điện cực.
Ở anot (+): Các ion âm và
Ở catot (-): Các ion dương và
Bước 2: Tại mỗi điện cực viết 1 quá trình nhường hoặc nhận electron theo đúng thứ tự điện phân.
Thứ tự điện phân tại anot:
S(2-)--->I- --->Br- ---->Cl- ---->H2O
Các gốc axit chứa oxi của axit vô cơ, không nhường electron tại anot khi điện phân dung dịch.
Thứ tự điện phân tại catot: ion nào có tính oxi hóa mạnh nhất được ưu tiên nhận electron trước:
Các ion dương tạo bởi kim loại nhóm IA, IIA hoặc không bao giờ nhận electron khi điện phân dung dịch.
Bước 3: Thành lập pt điện phân
Nhận xét:
+ Điện phân dung dịch bazo, dung dịch axit chứa oxi, HF, dung dịch muối tạo bởi kim loại nhóm IA, IIA hoặc Al với axit vô cơ chứa oxi thì phản ứng điện phân đều có dạng:
H2O--->H2+1/2O2
+ A là muối tạo bởi kim loại đứng sau Al và 1 axit vô cơ chứa oxi thì phản ứng điện phân có dạng:
A+H2O--->kim loại+O2+axit
+ B là muối tạo bởi kim loại nhóm IA, IIA và Al với axit không chứa oxi, phản ứng điện phân có dạng:
B+H2O--->phi kim+H2+hidroxit kim loại
+ C là muối tạo bởi kim loại đứng sau Al và axit không chứa oxi thì phản ứng điện phân có dạng:
C--->Kim loại/H2+phi kim
C. Công thức Faraday
Dựa vào công thức biểu diễn định luật Faraday ta có thể xác định được khối lượng các chất thu được ở các điện cực:
m=AIt/nF trong đó
A: khối lượng mol
n: số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
I: cường độ dòng điện (A)
t: thời gian điện phân (giây)
F: hằng số Faraday: F=96500
Hic gõ mệt quá
Công thức tính nhanh số mol e trao đổi :n(e trao đổi)=It/F
A. Định nghĩa
§ Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.
+ Tại catot (cực õm) xảy ra quỏ trỡnh khử (nhận e)
+ Tại Anot (cực dương) xảy ra quỏ trỡnh oxi hoỏ (cho e)
§ Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
B. Các trường hợp điện phân
1. Điện phân nóng chảy
Phương pháp điện phân nóng chảy chỉ áp dụng điều chế các kim loại hoạt động rất mạnh như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al
a) Điện phân nóng chảy oxit: chỉ áp dụng điều chế Al
2Al2O3---->4Al+3O2
* Tác dụng của Na3AlF6 (criolit):
+ Hạ nhiệt cho phản ứng.
+ Tạo ra một chất lỏng dẫn điện tốt hơn nhôm oxit nóng chảy.
+ Tạo ra một lớp màng nhẹ nổi lên trên bề mặt của nhôm ngăn không cho Al tiếp xúc với oxi và không khí.
Quá trình điện phân:
+ Catot (-): + Anot (+):
Do điện cực làm bằng graphit (than chì) nên bị khí sinh ra ở anot ăn mòn:
C+O2---CO2
2C+O2--->2CO
Khí ở anot sinh ra thường là hỗn hợp khí CO, CO2 và O2. Để đơn giản người ta thường chỉ xét phương trình:
b) Điện phân nóng chảy hiđroxit
Điện phân nóng chảy hiđroxit của kim loại nhóm IA và , , để điều chế các kim loại tương ứng.
2M(OH)n---->2M+n/2O2+nH2O
c) Điện phân nóng chảy muối clorua
Điện phân nóng chảy muối clorua của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ để điều chế các kim loại tương ứng.
MCln--->M+n/2Cl2
2. Điện phân dung dịch
- Áp dụng để điều chế các kim loại trung bình, yếu.
- Trong điện phân dung dịch nước giữ một vai trò quan trọng:
+ Là môi trường để các cation và anion di chuyển về 2 cực.
+ Có thể tham gia vào quá trình điện phân:
Tại catot (-) H2O bị khử: 2H2O + 2e → H2 + 2OH–
Tại anot (+) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e
Về bản chất nước nguyên chất không bị điện phân do điện ở quá lớn (I=0). Do vậy muốn điện phân nước cần hoà thêm các chất điện li mạnh như: muối tan, axit mạnh, bazơ mạnh...
Các bước viết sơ đồ và phương trình điện phân dung dịch (điện cực trơ, màng ngăn xốp):
Bước 1: Viết phương trình điện li của chất tan có trong dung dịch điện phân và xác định sự có mặt của các tiểu phân ở các điện cực.
Ở anot (+): Các ion âm và
Ở catot (-): Các ion dương và
Bước 2: Tại mỗi điện cực viết 1 quá trình nhường hoặc nhận electron theo đúng thứ tự điện phân.
Thứ tự điện phân tại anot:
S(2-)--->I- --->Br- ---->Cl- ---->H2O
Các gốc axit chứa oxi của axit vô cơ, không nhường electron tại anot khi điện phân dung dịch.
Thứ tự điện phân tại catot: ion nào có tính oxi hóa mạnh nhất được ưu tiên nhận electron trước:
Các ion dương tạo bởi kim loại nhóm IA, IIA hoặc không bao giờ nhận electron khi điện phân dung dịch.
Bước 3: Thành lập pt điện phân
Nhận xét:
+ Điện phân dung dịch bazo, dung dịch axit chứa oxi, HF, dung dịch muối tạo bởi kim loại nhóm IA, IIA hoặc Al với axit vô cơ chứa oxi thì phản ứng điện phân đều có dạng:
H2O--->H2+1/2O2
+ A là muối tạo bởi kim loại đứng sau Al và 1 axit vô cơ chứa oxi thì phản ứng điện phân có dạng:
A+H2O--->kim loại+O2+axit
+ B là muối tạo bởi kim loại nhóm IA, IIA và Al với axit không chứa oxi, phản ứng điện phân có dạng:
B+H2O--->phi kim+H2+hidroxit kim loại
+ C là muối tạo bởi kim loại đứng sau Al và axit không chứa oxi thì phản ứng điện phân có dạng:
C--->Kim loại/H2+phi kim
C. Công thức Faraday
Dựa vào công thức biểu diễn định luật Faraday ta có thể xác định được khối lượng các chất thu được ở các điện cực:
m=AIt/nF trong đó
A: khối lượng mol
n: số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
I: cường độ dòng điện (A)
t: thời gian điện phân (giây)
F: hằng số Faraday: F=96500
Hic gõ mệt quá
Công thức tính nhanh số mol e trao đổi :n(e trao đổi)=It/F
Last edited by a moderator: