- Trang Chủ
- Hoá học
- Bài giảng Hóa phân tích - Chương 10: Đại cương về phương pháp phân tích điện hóa - phương pháp chuẩn độ điện thế
Xem mẫu
- ĐẠI CƯƠNG VỀ
PHƯƠNG PHÁP
PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA
PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ
- CHƯƠNG
ĐẠI CƯƠNG VỀ PP PHÂN TÍCH ĐIỆN
HÓA
10
PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ
10.1 Một số khái niệm
10.2 Các thuyết của quá trình điện hóa
10.3 Phân loại các PPPT điện hóa
10.4 Phương pháp chuẩn độ điện thế
- CHƯƠNG
ĐẠI CƯƠNG VỀ PP PHÂN TÍCH ĐIỆN
HÓA
10
PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ
10.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM
– Cơ sở chung
– Điện cực
– Phản ứng điện hóa
– Thế cân bằng điện cực
- CƠ SỞ CHUNG
Quy luật, hiện tượng liên quan PƯ ĐH
xảy ra trên ranh giới tiếp xúc
CƠ SỞ giữa các cực và DD phân tích
CHUNG
CỦA Tính chất điện hóa của DD tạo nên
ĐIỆN môi trường giữa các cực
HÓA
HỌ C
Ứng dụng của các quá trình điện hóa
- ĐIỆN CỰC
Hệ nối tiếp nhau của các phase
dẫn điện, tướng đầu tiên và tướng
ĐỊNH
NGHĨA
cuối cùng là kim loại, các tướng
kia là DD chất điện ly
- ĐIỆN CỰC
M nhúng vào DD muối Mn+: M Mn+
M trơ (Pt,Au) nhúng vào dd đôi oxy
Điện cực hóa khử : Pt Ox, Kh
kim loại
M được phủ lớp muối khó tan MA;
PHÂN muối MA tiếp xúc dd chứa anion An ,
LOẠI VD: Ag, AgCl ↓ Cl –
ĐIỆN
CỰC Điện cực Cuối điện cực là một lớp màng,
màng VD điện cực màng thủy tinh
Bản, dây Pt phủ 1 lớp muội Pt tiếp
Điện cực
xúc đồng thời với khí và dd chứa ion
khí
của khí, VD điện cực hidro:Pt,H2 H+
- PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA
Là phản ứng trao đổi e giữa dây dẫn kim
loại M với các cấu tử trong DD. Các e
được chuyển từ ion hay phân tử của chất
khử đến M và từ M tới các ion hay phân
tử của chất oxy hóa gián tiếp hoặc trực tiếp:
ĐỊNH Gián tiếp: M đóng vai trò trung gian (không
NGHĨA bị oxy hóa):
Ox + n e (M:Pt,Au) Kh
Trực tiếp: kim loại M bị oxy hóa:
M – n e M n+
Ox + n e Kh
(Xem tương đương M + Ox M n+ + Kh)
- PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA
Th a m Pha ûn P ÖÑ H
soá ö ù n g HH
Na ê n g N h ie ä t Ñ ie ä n
lö ô ïn g naê ng naê ng
ĐẶC
To á c ñ o ä Nh a n h Ch a ä m ( v ì
ĐIỂM
phaûn (p h a û n p h a û n ö ù n g
öùng ö ù n g x a û y c h æ x a û y
ra t a ïi ra t a ïi b e à
m o ïi v ò t rí m a ë t ñ ie ä n
t ro n g D D ) c ö ïc )
- PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA
M
Ox / Kh
CÁC
GIAI
ĐOẠN Cấu tử từ trong lòng DD đến bề mặt điện
CỦA cực (Vđc )
PHẢN
ỨNG QT phóng điện (phản ứng điện cực ): quá
ĐIỆN trình trao đổi electron xảy ra giữa điện cực
HÓA và cấu tử (VPđ )
QT hình thành và thoát sản phẩm khỏi
bề mặt điện cực
- PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA
Bản chất, nồng độ, dạng chất
CÁC Ảnh hưởng khảo sát
YẾU của Bản chất, nồng độ cấu tử lạ
TỐ dung dịch Sự đối lưu do nhiệt độ
ẢNH Sự điện di do điện trường
HƯỞNG Bản chất
Ảnh hưởng
ĐẾN Hình dạng (phẳng, lưới…)
của
PHẢN Điều kiện làm việc (hiệu thế,
điện cực
ỨNG mật độ dòng …)
ĐIỆN Ảnh hưởng
HÓA của
Rắn: thuận lợi nhất
sản phẩm
tạo thành Khí: khó khăn nhất
- THẾ CÂN BẰNG ĐIỆN CỰC
Nhúng điện cực M (trơ) vào dd chứa đôi
Ox/Kh
Giả sử [Ox]0 >> [Kh]0
GIÁ Vận tốc (Ox + ne → Kh )>> vận tốc (Kh
TRỊ –ne → Ox ). Theo thời gian: [Ox] giảm
THẾ dần, [Kh] tăng dần
CÂN
Thời điểm vận tốc oxy hóa = vận tốc
BẰNG
khử, [Ox], [Kh] không đổi, M có giá trị
ĐIỆN
thế gọi là thế cân bằng điện cực:
CỰC M
0,059 [Ox]
ECBDC Eox0 / kh lg
Ox / Kh n [ Kh]
- THẾ CÂN BẰNG ĐIỆN CỰC
0,059
ECBDC EM0 n /M
lg[M n ]
n
Không thể đo được giá trị tuyệt đối của
GIÁ
TRỊ TCBĐC mà chỉ có thể đo được hiệu thế
THẾ cân bằng giữa hai cực: chọn một cực làm
CÂN cực chuẩn (VD cực hydro tiêu chuẩn được
BẰNG quy ước thế cân bằng cực đó = 0) :
ĐIỆN
CỰC Pt H2 = 1atm H+ (a = 1)
Giá trị TCBĐC của 1 cực phụ thuộc vào bản
chất của kim loại dùng làm cực và nồng độ
các chất tham gia vào CB xảy ra trên cực
- CHƯƠNG
ĐẠI CƯƠNG VỀ PP PHÂN TÍCH ĐIỆN
HÓA
10
PP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ
10.2 CÁC THUYẾT ĐIỆN HÓA
– Lý thuyết điện phân đơn giản
– Lý thuyết điện phân sử dụng đường
dòng thế
– Lý thuyết điện phân có xét vận tốc di
chuyển
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
Vdc của các ion, phân tử trong DD
vô cùng lớn (nhờ khuấy trộn)
Vpđ trên bề mặt điện cực cũng vô
cùng lớn
GIẢ
THIẾT
PƯĐH tương đương với PƯHH
nhanh (xét QT điện hóa dựa vào
TCBĐC hoặc E0)
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
ECBDC
Pt
THẾ
Ox / Kh
CÂN
BẰNG
ĐIỆN 0 0,059 [Ox]
ECBDC E lg
CỰC ox / kh
n [ Kh]
Aùp đặt một thế ngoài E’ vào M và một hệ DD
đang cân bằng thì cân bằng sẽ bị phá hủy:
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
E‘ > ECBDC
E‘
Pt Pt
THẾ
CÂN Kh – ne - → Ox
BẰNG
ĐIỆN
E‘ > ECBDC: electron chuyển từ dạng khử
CỰC
đến M (Kh – ne → Ox), làm cho [Kh]
giảm xuống, [Ox] tăng lên cho đến khi DD
đạt được ECB(mới) = E‘
Điện cực xảy ra QT oxy hóa gọi là anode
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
E‘ ECBDC: electron chuyển từ dạng khử
CỰC
đến M (Ox + ne → Kh), làm cho [Kh]
tăng lên, [Ox] giảm xuống cho đến khi DD
đạt được ECB(mới) = E‘
Điện cực xảy ra QT khử gọi là cathode
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
Ngược lại, nồng độ của các cấu tử trong
DD thay đổi sẽ làm cho TCBĐC thay đổi
nên theo dõi sự biến thiên của TCBĐC
THẾ sẽ biết được sự thay đổi nồng độ của các
CÂN cấu tử trong DD
BẰNG
ĐIỆN
CỰC Trong thực tế, chỉ có thể xác định được
hiệu điện thế ΔE giữa điện cực khảo sát
và một điện cực chuẩn (so sánh) là điện
cực có Ech =const
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
+
M1 M2
Thế cân bằng điện cực:
0,059 [Ox1 ]
Ox1 /Kh1 Tại M1: Ecb1 E10
n1
lg
[ Kh1 ]
Ox2/Kh2
0,059 [Ox2 ]
Tại M2: Ecb 2 E20
n2
lg
[ Kh2 ]
QUÁ
TRÌNH Nối hai điện cực với nguồn điện bên ngoài:
ĐIỆN M1 là anode: áp đặt vào M1 thế EA >Ecb1
PHÂN M2 là cathode: áp đặt vào M2 thế ECa Ecb1 và ECa Ecb1
- LÝ THUYẾT ĐIỆN PHÂN ĐƠN GIẢN
Thứ tự ưu tiên phóng điện được xem xét
dựa vào TCBĐC (HOẶC E0):
DỰ Trong các chất có khả năng bị oxy hóa,
ĐOÁN chất nào có TCBĐC nhỏ nhất sẽ bị oxy hóa
QUÁ trước ở anode
TRÌNH Trong các chất có khả năng bị khử, chất
ĐIỆN nào có TCBĐC lớn nhất sẽ bị khử trước ở
HÓA cathode
ECB1 ECB2 ECB3 ECB4
E
ƯU TIÊN OXY HÓA GIẢM
nguon tai.lieu . vn
