Điều nào là không dung về sử điện phân dung dịch CuSO4
Điện phân (Electrolysis) rất hay và vui!!! nhưng dễ bị lú lẫn sau khi học. Hãy cùng trải nghiệm xem có đúng không bạn nhe …he …he …he. Show
1. Điện phân là gì vậy?1.1. Ước ao chinh phục phản ứng oxi hóa-khửKim loại Na phản ứng rất mãnh liệt với khí Clo, phương trình hóa học của phản ứng như sau: 2Na0 + Cl20 → 2Na+Cl– Đây là một phản ứng oxi hóa khử do có sự đổi thay số oxi hóa của Na và Cl. Muối NaCl là hợp chất ion rất bền vững, tồn tại rất nhiều trong nước biển. Con người đã khai thác NaCl từ biển để ăn cho đã! Bây giờ con người ao ước thực hiện được phản ứng ngược lại; để sản xuất được kim loại Na, khí Clo nhằm phục vụ cho nhiều mục đích; tức thực hiện phản ứng: 2Na+Cl– → 2Na0 + Cl20 Đây cũng là phản ứng oxi hóa khử; nhưng vấn đề là phản ứng này không thể xảy ra với các quá trình hóa học thông thường ⇒ phải thúc ép cho phản ứng xảy ra ⇒ nghiên cứu ra phản ứng điện phân. 1.2. Định nghĩa sự điện phân1.2.1. Sự điện phân là gì?Điện phân cũng chỉ là phản ứng oxi hóa-khử, nhưng xảy ra không phải cho chất oxi hóa + chất khử; mà xảy ra trên bề mặt điện cực (+) và điện cực (-) khi cho dòng điện 1 chiều chạy qua chất điện li (ở trạng thái nóng chảy hoặc trạng thái dung dịch nước). Điều đó có nghĩa là
1.2.2. Áp dòng điện 1 chiều vào chất điện lyKhi cho dòng điện 1 chiều chạy qua chất điện ly nóng chảy; hoặc dung dịch chất điện ly thì
1.2.3. Chuyện gì xảy ra ở hai điện cực?Hai quá trình sẽ xảy ra ở điện cực như bảng sau. Bạn xem phần Bình điện phân (Phần Pin điện hóa và Ăn mòn điện hóa là ở câu chuyện khác). Photo: DoTrongToan on W3chem2. Điện phân nóng chảy2.1. Mục đíchĐể điều chế kim loại mạnh nhóm IA, IIA và Nhôm, trong đó
2.2. Nguyên tắc[1] Cation (ion +) chạy về Catot (cực -) ⇒ và Cation nhận e (chất oxi hoá ⇔ chất bị khử, sự khử)
[2] Anion (ion -) chạy về Anot (cực +) ⇒ và Anion cho e (chất khử ⇔ chất bị oxi hoá, sự oxi hoá)
2.3. Viết phương trình điện phân nóng chảyEm hãy viết phương trình điện phân nóng chảy của: NaCl, MgCl2, Al2O3, NaOH? 2.3.1. Điện phân nóng chảy NaCl+Khi NaCl nóng-chảy lỏng ra thì
+Bây giờ mình nhìn lý thuyết trên sẽ thấy:
2.3.2. Điện phân nóng chảy MgCl2+Khi MgCl2 nóng-chảy lỏng ra thì
+Bây giờ mình nhìn lý thuyết trên sẽ thấy:
2.3.3. Điện phân nóng chảy Al2O3+Khi Al2O3 nóng-chảy lỏng ra thì
+Bây giờ mình nhìn lý thuyết trên sẽ thấy:
2.3.4. Điện phân nóng chảy NaOH+Khi NaOH nóng-chảy lỏng ra thì
+Bây giờ mình nhìn lý thuyết trên sẽ thấy:
+Những ưu tư
3. Điện phân dung dịch với điện cực trơĐiện cực trơ là điện cực cứ trơ trơ ra (như nước đổ đầu vịt vậy đó!); có nghĩa nó hoàn toàn không tham gia ghì vào phản ứng oxi hóa khử đang xảy ra, cũng có nghĩa ta không cần quan tâm thì đến loại điện cực này. 3.1. Mục đíchĐể điều chế kim loại trung bình – yếu và một số đơn chất phi kim. Trong điện phân dung dịch, cũng xảy ra các quá trình cho-nhận electron như trên; nhưng do có H2O nên có thêm SỰ CẠNH TRANH CHO, NHẬN ELECTRON CỦA H2O.
3.2. Nguyên tắc[1] Cation chạy về Catot và Photo: TrongToan on W3chemVí dụ (bài chế, không biết có không?): điện phân dung dịch chứa các ion Na+, Ag+, Fe3+, Cu2+, H+, Pb2+; thứ tự nhận electron là
[2] Anion chạy về Anot và Photo: TrongToan on W3chem3.3. Viết phương trình điện phân dung dịchViết phương trình điện phân mỗi dung dịch (điện cực trơ) sau: CuSO4, Cu(NO3)2, AgNO3, NaCl? 3.3.1. Điện phân dung dịch CuSO4+Dung dịch CuSO4 có
+Khi cho dòng điện 1 chiều chạy qua dung dịch, nhìn lý thuyết trên thấy:
+Gom SO42- với H+ thành H2SO4, lúc này có
3.3.2. Điện phân dung dịch Cu(NO3)2+Dung dịch Cu(NO3)2 có
+Bây giờ nhìn lý thuyết trên, em thấy:
+Gom NO3– với H+ thành HNO3, lúc này có
3.3.3. Điện phân dung dịch AgNO3+Dung dịch AgNO3 có
+Bây giờ hãy nhìn lý thuyết, sẽ thấy:
+Gom NO3– với H+ thành HNO3, lúc này có
3.3.4. Điện phân dung dịch NaCl+Dung dịch NaCl có
+Bây giờ khi nhúng 2 điện cực vào dung dịch NaCl; nhìn lý thuyết thấy:
+Gom Na+ với OH– thành NaOH, lúc này có
+Lưu ý:
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O
2NaCl + 2H2O —đpdd có vách ngăn→ NaOH + H2 + Cl2
3.4. Điện phân H2OH2O điện phân theo phương trình: 2H2O —điện phân→ 2H2 + O2 Hồi nhỏ khi học lớp 11, mình đã biết H2O điện ly rất yếu ra H+ và OH–; có nghĩa H2O nguyên chất không dẫn điện luôn, nên không thể tiến hành điện phân H2O được (NHỚ muốn điện phân thì chất đó phải có tính dẫn điện để dòng điện mới chạy qua được). Các nhà hóa học “vò đầu bức tai” và …đã tìm ra hóa chất pha vào H2O để sao cho:
Dưới đây liệt kê các hóa chất pha vào H2O; dĩ nhiên bao gồm thực tế và ảo do bài tập chế từ các nhà toán hóa!
Viết phương trình điện phân mỗi dung dịch (điện cực trơ) sau: NaNO3, NaOH, H2SO4 loãng? ***Cách viết phương trình điện phân sẽ khác trên để dễ hiểu trong các bài này. 3.4.1. Điện phân dung dịch NaNO3Dung dịch NaNO3 có
Bây giờ khi nhúng 2 điện cực vào dung dịch NaNO3; mình nhìn lý thuyết trên thấy:
Cân bằng số electron cho = số electron nhận, tức
Cộng hai vế được 6H2O + 4e → 2H2 + O2 + 4H2O + 4e Rồi đơn giản H2O và 4e ở hai vế, được 2H2O → 2H2 + O2 3.4.2. Điện phân dung dịch NaOHDung dịch NaOH có
Bây giờ khi nhúng 2 điện cực vào dung dịch NaOH; mình nhìn lý thuyết trên thấy:
Cân bằng số electron cho = số electron nhận, tức
Cộng hai vế được 4H2O + 4OH– + 4e → 2H2 + 4OH– + 2H2O + 4e Rồi đơn giản OH– , 4e và H2O ta được 2H2O → 2H2 + O2 3.4.3. Điện phân dung dịch H2SO4Dung dịch H2SO4 có
Bây giờ khi nhúng 2 điện cực vào dung dịch H2SO4; mình nhìn lý thuyết trên thấy:
Cân bằng số electron cho = số electron nhận, tức
Cộng hai vế được 4H+ + 4e + 2H2O → 2H2 + O2 + 4H+ + 4e Rồi đơn giản H+ và 4e ở hai vế, ta được 2H2O → 2H2 + O2 4. Điện phân dung dịch với điện cực tanĐiện cực Anot sẽ tham gia vào phản ứng oxi hóa-khử nên (bị mòn) bị tan dần. Phương pháp này ứng dụng để mạ một lớp kim loại mỏng lên trên bề mặt một kim loại khác, hoặc để tinh chế kim loại quý như Vàng (Au). Nhưng loại này khó nhai lắm; nên khi nào bạn vào chuyên ngành này thì sẽ tự nhai tốt thôi. Chúng mình bỏ qua cho đỡ vất vả nha. Nếu bạn vẫn cương quyết, muốn học cho bằng được phần này; vui lòng đọc thêm về Mạ điện (Electroplating) tại đây (Cảnh báo: tài liệu toàn tiếng Anh; bấm chọn dịch tiếng Việt có thể sai lệch thuật ngữ chuyên môn. Bạn cần cân nhắc trước khi xem!). 5. So sánh Điện phân & Pin điện hóa (Ăn mòn điện hóa)5.1. Trong pin điện hóa
5.2. Trong bình điện phân
5.3. Vì sao tên điện cực tréo ngoe?Đọc thêm về Ăn mòn điện hóa tại đây. Nếu đọc kĩ rồi suy nghĩ các nội dung trên, bạn sẽ thấy cách thức xảy ra trong Pin điện hóa và Bình điện phân là NGƯỢC NHAU. Điều này dẫn đến tên điện cực tréo ngoe như sau:
Nếu quá khó để hiểu, thì thôi …mình lướt qua phần này cho cuộc đời vui nhe bạn! Tác giả: Đỗ Trọng Toan từ W3chem.com6. Liên kết nhanhĐọc thêm các bài viết của Hóa lớp 12 tại đây. Nếu có câu hỏi hoặc ý tưởng mới, hãy ghi lại trong phần bình luận bên dưới bạn nhé. Câu hỏi và ý tưởng của bạn luôn tuyệt vời. Đừng quên chia sẻ bài viết lên mạng xã hội để nhiều người cùng học nha bạn.
|