[sachsangtao.com] Ky yeu trai he hung vuong mon hoa hoc

LÊ KIM LONG (Ch biên)
LÂM NG C THI M

K Y U

TR I HÈ HÙNG VƯƠNG
L n th 6-2010
Môn Hóa H c

Thái nguyên - 2010

1

L i nói ñ u
ðã thành thông l , c ñ n tháng 8 hàng năm các Thày, Cô giáo và h c sinh
các trư ng chuyên thu c các t nh mi n núi phía B c l i g p nhau ñ giao lưu h c
h i l n nhau và trao ñ i các kinh nghi m v m i m t trong vi c d y – h c các môn
trong các trư ng chuyên. Năm nay, trư ng THPT chuyên Thái nguyên là ch nhà
c a ho t ñ ng vui v và b ích này. Các bài vi t này m c dù chưa ñ t ñ n trình ñ
hoàn thi n nhưng là nh ng m i quan tâm c a các Thày, Cô giáo trong các trư ng
mu n g i t i các h c sinh l i chúc thành công trong h c t p. Các thành viên Hóa
h c c a gia ñình chuyên Hùng Vương g i t i các ñ ng nghi p nh ng chia x v
chuyên môn và cu c s ng. Mong r ng H i Tr i hè truy n th ng Hùng Vương ngày
càng phát tri n.

Hà N i – Thái Nguyên, 01-03/08/2010

Lê Kim Long
Lâm Ng c Thi m

3

M cl c
L i nói ñ u

3

CHUYÊN ð 1. M T S V N ð V C U TRÚC TINH TH
T Hóa h c, trư ng THPT Chuyên Cao B ng
CHUYÊN ð 2. CÂN B NG OXI HOÁ - KH

5
VÀ

NG D NG

T Hoá - Trư ng THPT Chuyên Hà Giang

22

CHUYÊN ð 3. PIN ðI N HÓA
Trư ng THPT Chuyên Nguy n T t Thành, Yên Bái

59

CHUY£N §Ò 4. CÊU T¹O NGUY£N Tö V B¶NG TUÇN HO N
Tæ Hãa häc, tr−êng THPT chuyªn Ho ng V¨n Thô, Hßa B×nh

91

CHUYÊN ð 5. TÍNH PH TRONG DUNG D CH CÁC CH T ðI N LY
T Hóa Sinh, THPT Chuyên Lào cai
CHUYÊN ð 6. CƠ CH PH N

125
NG AE VÀ SE TRONG HÓA H C H U CƠ

B C THPT
T Hóa h c, trư ng THPT chuyên H long, Qu ng Ninh

4

164

Chuyên ñ 1
M TS

V N ð V C U TRÚC TINH TH
T Hóa h c, trư ng THPT Chuyên Cao B ng

I. ð t v n ñ :
Trong chương trình hoá h c ph thông cũng như trong chương trình ph thông
chuyên, ph n hoá h c tinh th là m t ph n khá lí thú và tr u tư ng. Khi h c v
ph n này, n u ch s d ng sách giáo khoa và m t s sách tham kh o thì h c sinh
khó hình dung và khó áp d ng các ki n th c vào gi i các BTHH có liên quan. Do
ñó, ñ giúp hoc sinh ti p c n ki n th c v c u trúc tinh th m t cách c th và bi t
áp d ng vào gi i các bài t p liên quan, chúng tôi ñưa ra chuyên ñ v c u trúc tinh
th .

II. Lý thuy t:

* C u trúc tinh th : M ng lư i tinh th (c u trúc tinh th ) là m ng l i không gian
ba chi u trong ñó các nút m ng là các ñơn v c u trúc (nguyên t , ion, phân t ...).
- Tinh th kim lo i
- Tinh th ion
- Tinh th nguyên t ( Hay tinh th c ng hoá tr )

5

- Tinh th phân t .
* Khái ni m v ô cơ s :
Là m ng tinh th nh nh t mà b ng cách t nh ti n nó theo hư ng c a ba tr c tinh
th ta có th thu ñư c toàn b tinh th .
M i ô cơ s ñư c ñ c trưng b i các thông s :
1. H ng s m ng: a, b, c, α, β, γ
2. S ñơn v c u trúc : n
3. S ph i trí
4. ð ñ c khít.

A. M ng tinh th kim lo i:
1. M t s ki u m ng tinh th kim lo i.
1.1. M ng l p phương ñơn gi n:
- ð nh là các nguyên t kim lo i hay ion dương kim
lo i.
- S ph i trí = 6.
- S ñơn v c u trúc: 1

1.2. M ng l p phương tâm kh i:

6

- ð nh và tâm kh i h p l p phương là nguyên t hay ion
dương kim lo i.
- S ph i trí = 8.
1.3. M ng l p phương tâm di n
- ð nh và tâm các m t c a kh i h p l p phương là các
nguyên t ho c ion dương kim lo i.
- S ph i trí = 12.
- S ñơn v c u trúc:4
1.4. M ng sáu phương ñ c khít (m ng l c phương):
- Kh i lăng tr l c giác g m 3 ô m ng cơ s . M i ô
m ng cơ s là m t kh i h p hình thoi. Các ñ nh và tâm kh i
h p hình thoi là nguyên t hay ion kim lo i.
- S ph i trí = 12.

2. S ph i trí, h c t di n, h c bát di n, ñ ñ c khít c a m ng tinh th , kh i
lư ng riêng c a kim lo i.

2.1. ð ñ c khít c a m ng tinh th
7

C
B

B

A
LËp ph−¬ng t©m khèi

A

A
Lôc ph−¬ng chÆt khÝt

LËp ph−¬ng t©m mÆt

2.2. H c t di n và h c bát di n:

H èc b¸t diÖn

H èc tø diÖn

a. M ng l p phương tâm m t:
- H c t di n là 8

8

- H c bát di n là: 1 + 12.1/4 = 4
b. M ng l c phương:
- H c t di n là 4
- H c bát di n là: 1 + 12.1/4 = 2

2.3. ð ñ c khít c a m ng tinh th
a) M ng tinh th l p phương tâm kh i

a

a 2
a 3

= 4r

S qu c u trong m t ô cơ s : 1 + 8. 1/8 = 2

T ng th tích qu c u
=

Th tích c a m t ô cơ s

4
2. π .r 3
3

=

a3

4
3 3
2. π .(a
)
3
4

a3

b) M ng tinh th l p phương tâm di n
9

= 68%

a
a
a 2 = 4.r

S qu c u trong m t ô cơ s : 6. 1/2 + 8. 1/8 = 4

4
4. π .r 3
3

=

=

a3


4
2 3
4. π .(a
)
3
4

= 74%

a3

c) M ng tinh th l c phương ch t khít
S qu c u trong m t ô cơ s : 4. 1/6 + 4. 1/12 + 1 = 2
4
2. π .r 3
3

=


4
a
2. π .( )3
3
2
=

a.a

3 2a. 6
.
2
2

= 74%

a3 2

a

2a 6
b=
3

a
¤ c¬ së

a

a

a
a = 2.r

10

a

a 6
3
a 3
2

Nh n xét: B ng t ng quát các ñ c ñi m c a các m ng tinh th kim lo i

C u trúc

H ng s

S ñv

S

S

S

ð

m ng

c u

ph i

h c

h cO

ñ c

trúc

trí

T

khít
(%)

(n)
α=β=γ=90o 2

L p
phương
tâm

kh i

Kim lo i

8

-

-

68

Kim lo i ki m,
Ba, Feα, V, Cr,

a=b=c

…

(lptk:bcc)
α=β=γ=90o 4

L p
phương
tâm

di n

12

8

4

74

Au, Ag, Cu, Ni,
Pb, Pd, Pt, …

a=b=c

(lptd: fcc)
α=β= 90o

L c
phương
ñ c
(hpc)

khít

2

12

4

2

74

Ti, …

γ =120o
a≠b≠c

2.4. Kh i lư ng riêng c a kim lo i
a) Công th c tính kh i lư ng riêng c a kim lo i
D=

Be, Mg, Zn, Tl,

3.M .P
(*) ho c D = (n.M) / (NA.V1 ô )
4π r 3 .N A

11

M : Kh i lư ng kim lo i (g) ; NA: S Avogañro, n: s nguyên t trong 1 ô cơ
s .
P : ð ñ c khít (m ng l p phương tâm kh i P = 68%; m ng l p phương tâm
di n, l c phương ch t khít P = 74%)
r : Bán kính nguyên t (cm), V 1 ô : th tích c a 1 ô m ng.

b) Áp d ng:
Bài 1: Tính kh i lư ng riêng c a tinh th Ni, bi t Ni k t tinh theo m ng tinh
0

th l p phương tâm m t và bán kính c a Ni là 1,24 A .
Gi i:
a=

0
4r 4.1, 24
=
= 3, 507( A) ; P = 0,74
2
2

a

Kh i lư ng riêng c a Ni:
a

3.58, 7.0, 74
=9,04 (g/cm3)
−8 3
23
4.3,14.(1, 24.10 ) .6, 02.10

a 2 = 4.r

Bài 2: ( HSG QG 2007) Th c nghi m cho bi t

pha r n, vàng ( Au) có kh i

lư ng riêng là 19,4 g/cm3 và có m ng lư i l p phương tâm di n. ð dài c nh c a ô
m ng ñơn v là 4,070.10-10 m. Kh i lư ng mol nguyên t c a vàng là: 196,97
g/cm3.

12

1. Tính ph n trăm th tích không gian tr ng trong m ng lư i tinh th c a
vàng.
2. Xác ñ nh tr s c a s Avogadro.
Gi i:
- S nguyên t trong 1 ô cơ s :
8.1/8 + 6.1/2 = 4.

a
a
a 2 = 4.r

- Bán kính nguyên t Au:
4.r = a

2

→ r= a

2 /4= 1,435.10

-8

cm

Th tích b chi m b i các nguyên t :
Vnguyên t = 4/3.π.r3 = 4.4/3.3,14.(1,435.10-8 )3 = 5.10-23 cm3.
Th tích 1 ô ñơn v :
V1ô = a3 = (4,070.10-8 )3 = 6,742.10-23 cm3.
Ph n trăm th tích không gian tr ng:
(V1ô - Vnguyên t ).100 / Vnguyên t = 26%.
Tr s c a s Avogadro: NA = (n.M)/ ( D.Vô) = 6,02.1023.
Bài 3: ð ng k t tinh theo ki u l p phương tâm di n.
a. Tính c nh c a hình l p phương c a m ng tinh th và kho ng cách ng n nh t
gi a hai tâm c a hai nguyên t ñ ng trong m ng, bi t nguyên t ñ ng có bán kính
b ng 1,28A0.
13

b. Tính kh i lư ng riêng c a ñ ng theo g/ cm3. Cho Cu = 64.
Gi i: Bán kính nguyên t Cu là: r = 1,28.10-8 cm.
T công th c: 4.r = a 2 → a= 4.r / 2 = (4.1,28.10-8 )/1,41 = 3,63.10-8 cm.
Kho ng cách ng n nh t gi a 2 tâm c a hai nguyên t ñ ng trong m ng.
2.r = 2,56.10-8 cm.
Kh i lư ng riêng: D = (n.M) / (NA.V1 ô ) = 8,896 g/cm3.
Bài 4:

( HSG QG 2009) Máu trong cơ th ngư i có màu ñ vì ch a

hemoglobin ( ch t v n chuy n oxi ch a s t). Máu c a m t s ñ ng v t nhuy n th
không có màu ñ mà cá màu khác vì ch a kim lo i khác ( X). T bào ñơn v ( ô
m ng cơ s ) l p phương tâm di n c a tinh th X có c nh b ng 6,62.10-8 cm. Kh i
lư ng riêng c a nguyên t này là 8920 kg/m3.
a. Tính th tích c a các nguyên t trong m t t bào và ph n trăm th tích c a t
bào b chi m b i các nguyên t .
b. Xác ñ nh nguyên t X.
Gi i:
S nguyên t trong m t t bào: 8.1/8 + 6.1/2 = 4.
Tính bán kính nguyên t : r = 1,276.10-8 cm.
Th tích b chi m b i các nguyên t V nguyên t = 4.4/3.π.r3 = 3,48.10-23 cm3.
Th tích 1 ô m ng cơ s

V 1ô = a3 = 4,7.10-23 cm3.

Ph n trăm th tích t bào b chi m b i các nguyên t : 74%.
Kh i lư ng mol phân t : M = 63,1 g/mol. V y X là ñ ng.

14

Bài 5: Xác ñ nh kh i lư ng riêng c a Na, Mg, K.
Gi i: Xác ñ nh kh i lư ng riêng c a các kim lo i trên theo công th c:
D=

3.M .P
Sau ñó ñi n vào b ng và so sánh kh i lư ng riêng c a các kim lo i
4π r 3 .N A

ñó, gi i thích k t qu tính ñư c.
Kim lo i

Na

Mg

Al

Nguyên t kh i (ñv.C)

22,99

24,31

26,98

Bán kính nguyên t ( A )

1,89

1,6

1,43

M ng tinh th

Lptk

Lpck

Lptm

ð ñ c khít

0,68

0,74

0,74

Kh i lư ng riêng lý thuy t (g/cm3)

0,919

1,742

2,708

0,97

1,74

2,7

0

Kh i lư ng riêng th c nghi m
(g/cm3)

Nh n xét: Kh i lư ng riêng tăng theo th t : DNa < DMg < DAl. Là do s bi n ñ i
c u trúc m ng tinh th kim lo i, ñ ñ c khít tăng d n và kh i lư ng mol nguyên t
tăng d n.

II. M ng tinh th ion:

15

* Tinh th h p ch t ion ñư c t o thành b i nh ng cation và anion hình c u có bán
kính xác ñ nh.
*L c liên k t gi a các ion là l c hút tĩnh ñi n không ñ nh hư ng.
* Các anion thư ng có bán kính l n hơn cation nên trong tinh th ngư i ta coi anion
như nh ng qu c u x p khít nhau theo ki u lptm, lpck, ho c l p phương ñơn gi n.
Các cation có kích thư c nh hơn n m

các h c t di n ho c bát di n.

Bài 1: Tinh th NaCl có c u trúc l p phương tâm m t c a các ion Na+, còn các ion
Cl- chi m các l tr ng tám m t trong ô m ng cơ s c a các ion Na+, nghĩa là có 1
0

ion Cl- chi m tâm c a hình l p phương. Bi t c nh a c a ô m ng cơ s là 5,58 A .
Kh i lư ng mol c a Na và Cl l n lư t là 22,99 g/mol; 35,45 g/mol. Cho bán kính
0

c a Cl- là 1,81 A . Tính :
a) Bán kính c a ion Na+.

b) Kh i lư ng riêng c a NaCl (tinh th ).

Gi i:

Na
Cl

16

Các ion Cl - x p theo ki u l p phương tâm m t, các cation Na+ nh hơn chi m h t
s h c bát di n. Tinh th NaCl g m hai m ng l p phương tâm m t l ng vào nhau.
S ph i trí c a Na+ và Cl- ñ u b ng 6.
S ion Cl- trong m t ô cơ s : 8.1/8 + 6.1/2 = 4
S ion Na+ trong m t ô cơ s : 12.1/4 + 1.1 = 4
S phân t NaCl trong m t ô cơ s là 4
a. Có: 2.(r Na+ + rCl-) = a = 5,58.10-8 cm → r Na+ = 0,98.10-8 cm;
b. Kh i lư ng riêng c a NaCl là:
D = (n.M) / (NA.V1 ô ) → D = [ 4.(22,29 + 35,45)]/[6,02.1023.(5,58.10-8)3 ]
D = 2,21 g/cm3;

Bài 2: Phân t CuCl k t tinh dư i d ng l p phương tâm di n. Hãy bi u di n m ng
cơ s c a CuCl.
a) Tính s ion Cu+ và Cl - r i suy ra s phân t CuCl ch a trong m ng tinh th cơ
s .
b) Xác ñ nh bán kính ion Cu+.
0

Cho: D(CuCl) = 4,136 g/cm3 ; rCl-= 1,84 A ; Cu = 63,5 ; Cl = 35,5
Gi i:

17

Các ion Cl - x p theo ki u l p phương tâm m t, các cation Cu+ nh hơn chi m h t
s h c bát di n. Tinh th CuCl g m hai m ng l p phương tâm m t l ng vào nhau.
S ph i trí c a Cu+ và Cl- ñ u b ng 6
S ion Cl- trong m t ô cơ s : 8.1/8 + 6.1/2 = 4
S ion Cu+ trong m t ô cơ s : 12.1/4 + 1.1 = 4; S phân t CuCl trong m t ô cơ s
là 4.
Kh i lư ng riêng c aCuCl là:
D = (n.M) / (NA.a3 ) → a = 5,42.10-8 cm ( a là c nh c a hình l p phương)
Có: 2.(r Cu+ + rCl-) = a = 5,42.10-8 cm → rCu+ = 0,87.10-8 cm;

III. Timh th nguyên t :
* Trong tinh th nguyên t , các ñơn v c u trúc chi m các ñi m nút m ng là các
nguyên t , liên k t v i nhau b ng liên k t c ng hoá tr nên còn g i là tinh th c ng
hoá tr .
* Do liên k t c ng hoá tr có tính ñ nh hư ng nên c u trúc tinh th và s ph i trí ñư c quy t ñ nh b i ñ c ñi m liên k t c ng hoá tr , không ph thu c vào ñi u ki n
s p x p không gian c a nguyên t .
* Vì liên k t c ng hoá tr là liên k t m nh nên các tinh th nguyên t có ñ c ng
ñ c bi t l n, nhi t ñ nóng ch y và nhi t ñ sôi cao, không tan trong các dung
môi. Chúng là ch t cách ñi n hay bán d n.
Bài 1:

18

a) Hãy v sơ ñ mô t c u trúc c a m t t bào sơ ñ ng c a kim cương.
0

b) Bi t h ng s m ng a = 3,5 A . Hãy tính kho ng cách gi a m t nguyên t C và
m t nguyên t C láng gi ng g n nh t. M i nguyên t C như v y ñư c bao quanh
b i m y nguyên t

kho ng cách ñó?

c) Hãy tính s nguyên t C trong m t t bào sơ ñ ng và kh i lư ng riêng c a kim
cương.
Gi i:

a = 3,55 A
Liªn kÕt C-C d i 1,54 A

a. * Các nguyên t C chi m v trí các ñ nh, các tâm m t và m t n a s h c t di n.
S ph i trí c a C b ng 4 ( Cacbon

tr ng thái lai hoá sp2).

19

* M i t bào g m 8.1/8 + 6.1/2 + 4 = 8 nguyên t
* Kho ng cách gi a m t nguyên t Cacbon và m t nguyên t cacbon láng giêng
g n nh t là: 2r = d/4; v i d là ñư ng chéo c a hình l p phương d = a. 3 .
→ 2.r = a. 3 / 4 = 1,51.10-8 cm;
b. M i nguyên t cacbon ñư c bao quanh b i 4 nguyên t cacbon bên c nh.
c. Kh i lư ng riêng c a kim cương:
D=

n .M
N A .V

=

8.12,011
= 3,72 g/cm3
23
−8 3
6,02.10 .(3.5.10 )

Bài 2: (HSG QG 2008) Silic có c u trúc tinh th gi ng kim cương.
1. Tính bán kính c a nguyên t silic. Cho kh i lư ng riêng c a silic tinh th
b ng 2,33g.cm-3; kh i lư ng mol nguyên t c a Si b ng 28,1g.mol-1.
2. So sánh bán kính nguyên t c a silic v i cacbon (rC = 0,077 nm) và gi i
thích.
Gi i:
a. T công th c tính kh i lư ng riêng
D=

n .M
N A .V

→ V1 ô = ( 8.28,1)/(2,33.6,02.1023) = 16,027 cm3.

a= 5,43.10-8 cm; d = a. 3 = 5,43.10-8 .1,71 = 9.39.10-8 cm;
Bán kính c a nguyên t silic là: r = d/8 = 1,17 .10-8cm;
b. Có rSi (0,117 nm) > rC( 0,077 nm). ði u này phù h p v i quy lu t bi n ñ i bán
kính nguyên t trong m t phân nhóm chính.
20

Ki n ngh :
Do th i gian có h n, trình ñ còn h n ch nên trong chuyên ñ không tránh
kh i các thi u sót. R t mong s trao ñ i, góp ý ñ ñ tài ñư c hoàn thi n hơn. Xin
chân thành cám ơn.

21

Chuyên ñ 2
CÂN B NG OXI HOÁ - KH

VÀ

NG D NG

T Hoá - Trư ng THPT Chuyên Hà Giang
I. KHÁI QUÁT
Ph n ng oxi hoá - kh là m t trong nh ng n i dung lý thú trong chương trình hoá
h c ph thông. Ph n ng oxi hoá - kh ñư c ñ c p t ph n ng c a các ch t v i
oxi (Hóa THCS) và b n ch t c a chúng ñư c xem xét chương trình Hóa h c 10
và ñư c s d ng trong toàn b chương trình hoá h c THPT. Các n i dung căn b n
có liên quan ñ n tính ch t oxi hoá - kh mà giáo viên c n chú ý trong vi c b i
dư ng ki n th c cho h c sinh:
+ B n ch t c a ph n ng oxi hoá - kh
+ Cân b ng phương trình ph n ng oxi hoá - kh
+ Kh năng oxi hóa – kh . Th oxi hoá - kh . Th ñi n c c và dãy ho t
ñ ng hóa h c.
+

ng d ng c a ph n ng oxi hóa kh . Pin ñi n và s ñi n phân

+ Kh năng, chi u hư ng di n ra ph n ng oxi hoá - kh . Phương trình
Nernst
+ M c ñ di n bi n c a ph n ng oxi hóa – kh . Cân b ng c a ph n ng oxi
hóa – kh .
Các d ng toán v n d ng:
+ Cân b ng ph n ng oxi hoá - kh , xác ñ nh ch t oxi hóa – kh
+ Cách xác ñ nh th ñi n c c, su t ñi n ñ ng c a pin ñi n
và không chu n.

ñi u ki n chu n

+ Cách xác ñ nh chi u hư ng ph n ng oxi hoá - kh và n ng ñ cân b ng
c a các ch t tham gia vào ph n ng oxi hóa kh .
+ Cách thi t l p pin ñi n t m t ph n ng oxi hoá - kh và ng d ng th c t .
22

II. LÝ THUY T
1. B n ch t c a ph n ng oxi hoá - kh
* Ph n ng oxi hoá - kh là ph n ng có s trao ñ i electron gi a các ch t tham
gia ph n ng. Có th xác ñ nh ph n ng oxi hóa – kh thông qua s bi n ñ i s
oxi hoá c a các nguyên t có trong thành ph n các ch t tham gia ph n ng và s n
ph m t o thành do ph n ng.
- Trong các ph n ng oxi hoá - kh :
- Ch t oxi hoá là ch t cho electron
- Ch t kh là ch t nh n electron
- Quá trình kh là quá trình ch t oxi hoá thu electron t o thành ch t kh liên
h p.
- Quá trình oxi hoá là quá trình ch t kh như ng electron t o thành ch t oxi
hoá liên h p.
Ví d :

0

0

+3 -1

Ph n ng oxi hóa - kh : 2Fe + 3Cl2 → 2 FeCl3
Quá trình kh : Cl2 + 2×1e → 2ClCh t oxi hoá

Ch t kh liên h p

Quá trình oxi hoá: Fe0 - 1×3e → Fe+3
Ch t kh

Ch t oxi hoá liên h p

2. Cân b ng phương trình ph n ng oxi hoá - kh
a. Phương pháp thăng b ng electron
* Nguyên t c:
D a trên s tính toán s chênh l ch s oxi hóa c a nguyên t trong ch t
tham gia ph n ng và s n ph m t o thành tương ng, vi t ra ñư c quá trình
như ng và nh n electron. T ng h p l i các quá trình theo ñ nh lu t b o toàn
electron: t ng electron như ng b ng t ng electron nh n.

23

* Các bư c ti n hành:
+ Bư c 1: L p phương trình ph n ng oxi hoá - kh , xác ñ nh ch t oxi hoá,
ch t kh ban ñ u và s n ph m tương ng;
+ Bư c 2: Vi t các quá trình oxi hoá, quá trình kh . Cân b ng m i quá trình
theo ñ nh lu t b o toàn ñi n tích;
+ Bư c 3: Tìm h s thích h p cho m i quá trình sao cho t ng s electron
như ng b ng t ng s electron nh n;
+ Bư c 4: ð t h s ñã tìm ñư c vào phương trình;
+ Bư c 5; Tìm các h s còn l i ñ cân b ng phương trình ph n ng.
* Ví d minh ho :
Al (r) + 6 HNO3 (dd) → Al(NO3)3 (dd) + 3NO2 (k) + 3H2O (l)
0

1x

Al → Al + 3e
+5

3x

3+

+4

N + 1e → N

b. Phương pháp ion – electron (áp d ng cho các ch t ph n ng x y ra trong dung
d ch)
* Nguyên t c:
- D a trên s cân b ng s nguyên t (kh i lư ng nguyên t ) và ñi n tích c a
các phân t tham gia ph n ng.
- Ph n ng x y ra trong dung d ch, theo qui ư c cách vi t các ch t tham d
ph n ng d ng t n t i th c trong dung d ch, vì v y khi vi t phương trình c n chú
ý:
+ Ch t ñi n li m nh ñư c vi t dư i d ng ion;
+ Ch t ñi n li y u và ch t bay hơi vi t dư i d ng phân t ;

24

+ Ch t r n vi t dư i d ng phân t ho c nguyên t .
* Các bư c ti n hành:
- Bư c 1: Xác ñ nh d ng oxi hoá - kh

tr ng thái ñ u và tr ng thái cu i

- Bư c 2: Vi t các n a ph n ng oxi hoá - kh
+ Vi t công th c các d ng oxi hoá và kh liên h p
+ Cân b ng s nguyên t (cân b ng kh i lư ng m i nguyên t

2v )

+ Cân b ng ñi n tích (thêm b t electron ñ ñi n tích 2 v b ng nhau)
+ Bư c 3: T h p các n a ph n ng thành ph n ng ñ y ñ b ng cách nhân
h s thích h p ñ t ng electron như ng b ng t ng electron nh n)
+ Bư c 4: ði u ch nh môi trư ng n u c n thi t
- Ví d minh ho :
10FeSO4 + 2KMnO4 + 16KHSO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + 9K2SO4 +
8H2O
5x

2Fe2+ → 2Fe3+

2x

MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O

⇒ 10FeSO4 + 2KMnO4 + 16KHSO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + 9K2SO4 +

8H2O
3. Th oxi hoá - kh hay th ñi n c c
a. Th ñi n c c (hay th oxi hoá - kh )
- Kh năng oxi hoá - kh ñư c ñ c trưng b ng kh năng như ng nh n
electron c a ch t khi tham gia ph n ng hoá h c. ð ñ c trưng cho kh năng này
ngư i ta dùng ñ i lư ng th oxi hoá - kh . ð so sánh kh năng ph n ng b ng các
ñ i lư ng ño ñư c ngư i ta s d ng ñ i lư ng th ñi n c c.
- Th ñi n c c là ñi n th c a m t ñi n c c ñang xét. ð ño ñư c th ñi n
c c ngư i ta ño s c ñi n ñ ng c a pin (Epin) t o thành do vi c ghép m t ñi n c c

25

so sánh (ñi n c c hiñro tiêu chu n có th ñi n c c quy ư c b ng 0,00 V) v i ñi n
c c ñang xét.
Qui ư c: ð i v i 1 pin, ñi n c c có kh năng cho electron là anot, ñi n c c
nh n electron là catot nên Epin = Ec – Ea (V i Ec là Ecatot, Ea là Eanot). Epin luôn
luôn là m t ñ i lư ng dương.
- Trong ñi u ki n chu n (ho t ñ các ch t ñ u b ng ñơn v ), th ñi n c c tiêu
chu n E0 càng l n thì d ng oxi hoá càng m nh, d ng kh càng y u và ngư c l i.
Ph n ng oxi hoá - kh t x y ra gi a d ng oxi hoá c a c p có E0 l n v i d ng kh
c a c p có E0 nh hơn..
Qui ư c v d u:
E0 < 0: d ng oxi hoá y u hơn H+, d ng kh m nh hơn H2
E0 > 0: d ng oxi hoá m nh hơn H+, d ng kh y u hơn H2
b. S ph thu c th theo n ng ñ . Phương trình Nernst.
Xét ñ i v i n a ph n ng: aOx + ne ⇌ bKh, thì phương trình Nernst có
d ng:
a
E = E0Ox/Kh + 0,0592 lg (OX ) b

n

( Kh)

( 25oC)

(1)

N u dung d ch ñ loãng ñ coi ho t ñ b ng n ng ñ , ta có:

a
E = E0Ox/Kh + 0,0592 lg [O X ]b

n

(2)

[Kh]

Phương trình 2 là phương trình hay ñư c s d ng nh t ñ tính th oxi hoá - kh
4. H ng s cân b ng oxi hoá - kh . Chi u hư ng x y ra ph n ng oxi hoá kh
a. Hăng s cân b ng c a ph n ng oxi hoá - kh .
- ð i v i t ng ph n ng oxi hoá - kh thu n ngh ch,

26

25oC ta có:

0
1 / 0 , 0592

n2

Ox1 + n1e ⇌ Kh1

K1 = 10 n E

n1

Kh2 ⇌ Ox2 + n2e

K2-1 = 10 n E

1

2

0

2

/ 0 , 0592

n2 Ox1 + n1 Kh2 ⇌ n2Kh1 + n1 Ox2

K = K1.K2-1 =

10 n1n2 ( E 1 − E 2 ) / 0,0592
0

0

Trong ñó:
+ E01, E02 là th oxi hoá - kh c a t ng c p tương ng.
+ n1, n2: là s electron tron trao ñ i c a các quá trình kh và oxi hoá tương
ng.
+ n1n2 là t ng s electron tham gia ph n ng.
- Bi t E0 c a các c p oxi hoá - kh có th tính h ng s cân b ng c a các n a
ph n ng tương ng và ngư c l i:
K = 10 nE

0

E0Ox/kh =

o/k

/ 0, 0592

0,0592 lg K
n

- ð tính E0 c a m t c p oxi hoá - kh b t kì, c n th c hi n theo các bư c:
+ Vi t phương trình n a ph n ng c a c p oxi hoá - kh nghiên c u.
+ T h p các n a ph n ng riêng l sao cho thu ñư c cân b ng c a n a ph n
ng c n xét
+ Tính K và t ñó tính E0
b. Chi u hư ng x y ra ph n ng oxi hoá - kh .
- D a vào h ng s cân b ng ho c th oxi hoá - kh
K > 1: Ph n ng x y ra theo chi u thu n ⇔ EOxh1/kh1 > EOxh2/kh2
K < 1: Ph n ng x y ra theo chi u ngh ch ⇔ EOxh1/kh1 < EOxh2/kh2
K = 1: Ph n ng

tr ng thái cân b ng ⇔ EOxh1/kh1 = EOxh2/kh2
27

- V y ph n ng oxi hoá - kh di n ra theo chi u:
Ch t oxi hoá m nh + ch t kh m nh → Ch t kh y u hơn + ch t oxi hoá
y u hơn.
Và ñư c khái quát theo theo qui t c "anpha":
EOxh1/kh1 > EOxh2/kh2
Chi u ph n ng là: Oxh1 + Kh2 → Oxh2 + Kh1
- Dãy ñi n hoá:
+ Dãy ñi n hoá c a kim lo i là m t dãy nh ng c p oxi hoá - kh c a các
kim lo i ñư c s p x p theo chi u tăng d n th oxi hoá - kh
ñi u ki n chu n.
Li+ K+ Ba2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Mn2+ Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ Fe3+ 2H+

Li K Ba

Ca Na Mg Al

Mn

Zn

Cr Fe

Ni Sn Pb

Fe H2

Cu2+ Fe3+ Hg22+ Ag+ Hg+ Pt2+ Au3+

Cu Fe2+ 2Hg Ag Hg Pt Au
+ Theo dãy trên thì : Tính oxi hoá tăng d n, tính kh gi m dàn.
+ Ý nghĩa c a dãy ñi n hoá : Cho phép d ñoán ph n ng x y ra gi a hai
c p oxi hoá kh theo qui t c α
Ví d : Xét 2 c p Zn2+/Zn và Cu2+/Cu.
Theo qui t c α ta d dàng th y ph n ng x y ra theo chi u:
Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
Oxhm

+ Khm

Khy + Khy

28

5. ði n phân
* Lý thuy t v ñi n phân:
- Khi ñ t m t ñi n áp vào 2 th ñi n c c nhúng vào trong m t dung d ch
ñi n li thì s x y ra s ñi n phân
Trên catôt x y ra quá trình kh : Mn+ + ne ⇌ M
Trên anôt x y ra quá trình oxi hoá: Xn- ⇌ X + ne
- ð quá trình ñi n phân có th x y ra ñư c:
0,0592
[Ox] + η
lg
n
[Khη ]b c
a

+ ði n áp ph i ñ t vào catôt: E (-) < Ec = E 0 Oxh / kh +

0,0592
[Ox] + η
+
lg
n
[Khη ]b a
a

+ ði n áp ph i ñ t vào anôt: E (+) > Ea = E

0

Oxh / kh

η a ,η b : quá th trên 2 ñi n c c

V y ñi n áp ph i ñ t vào bình ñi n phân:
E = E (+) – E (-) > Ea – Ec + IR
I: Cư ng ñ dòng qua bình ñi n phân
R: ði n tr bình ñi n phân
- Th t ñi n phân:
+ N u trên catôt, anôt t p trung nhi u ch t có kh năng ñi n phân thì th t
ñi n phân trên 2 c c là:
Trên catôt ch t nào có Ec dương hơn thì ñi n phân trư c
Trên anôt ch t nào có Ea âm hơn thì ñi n phân trư c
+ Th t ñi n phân g n ñúng c a m t s cation, anion thư ng g p (ñi n c c
trơ):
Cation: Ag+ > Fe3+ > Cu2+ > H+ > Fe2+ > Zn2+ >> Al3+ > Mg2+ > Na+ > Ca2+ > K+

29

Anion: I- > Br- > Cl- > OH- >> NO3- > SO42- Quá trình ñi n phân tuân theo ñ nh lu t Faraday:
m=

A.I .t
n.F

Trong ñó:
+ m: kh i lư ng ch t ñi n phân (g)
+ I: cư ng ñ dòng ñi n phân (A)
+ A: kh i lư ng mol nguyên t , phân t c a ch t (g/mol)
+ t: th i gian ñi n phân (s)
+ n: s electron trao ñ i
+ F: h ng s Faraday. F = 96500 (C/mol)
III. CÁC D NG BÀI T P CƠ B N THƯ NG G P
1 Bài t p cân b ng phương trình ph n ng oxi hoá - kh
* Nguyên t c:
- V n d ng các phương pháp cân b ng phương trình ph n ng oxi hoá - kh
ñ d ñoán s n ph m và cân b ng phương trình.
- Trình bày t h p các bư c, không c n trình bày rõ các bư c làm
Bài 1: Vi t ñ y ñ và cân b ng phương trình ph n ng cho dư i d ng sau:
a) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 +…
b) PbO2↓ + Mn2+ → MnO4- + …
L i gi i:
a) Xác ñ nh c p oxi hoá - kh : Trong ph n ng trên s oxi hoá c a Fe tăng
và s oxi hoá c a Cr gi m. Vì v y có 2 c p oxi hoá - kh là: Fe3+/Fe2+ và Cr2O72/Cr3+
Cân b ng phương trình ph n ng:
30

6x

Fe2+ → Fe3+ + 1e

1x

Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O

6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Phương trình phân t :
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
b) Trong ph n ng trên có s thay ñ i s oxi hoá c a Mn: tăng t +2 lên +7,
ch ng t ñây là ph n ng oxi hoá - kh , trong ñó Mn2+ ñóng vai trò ch t kh , hình
thành nên c p oxi hoá - kh th nh t là MnO4- /Mn2+.
Như v y PbO2 s ñóng vai trò ch t oxi hoá (v i s oxi hoá c a Pb là +4), s
b kh v d ng có s oxi hoá th p hơn (d ng kh liên h p), hình thành nen c p oxi
hoá - kh th hai là PbO2/Pb2+:
2 Mn2+ + 4 H2O

⇌

MnO4- + 8H+ + 5e

quá trình oxi hoá
5 PbO2 + 4H+ + 2e

⇌

Pb2+ + 2H2O

quá trình kh

2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ ⇌ 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O
Phương trình phân t :
2Mn(NO3)2 + 5PbO2

+ 4HNO3 ⇌

2HMnO4 + 5Pb(NO3)2

Bài 2: (ð thi HSGQG năm 2004)
Vi t phương trình hoá h c cho m i trư ng h p sau:
a) Trong môi trư ng bazơ, H2O2 oxi hoá Mn2+ thành MnO2.
b) Trong môi trư ng axit, H2O2 kh MnO4- thành Mn2+.
L i gi i:
a)

H2O2

+ 2e

2 OH−

31

S kh

+ 2H2O

Mn2+ + 4 OH− − 2 e

MnO2 + 2 H2O

Mn2+ + H2O2 + 2 OH−
b) 2 MnO4− + 8 H3O+ + 5 e
5 H2O2 + 2 H2O − 2 e
2MnO4- + 5 H2O2 + 6 H3O+

S oxi hoá

MnO2 + 2 H2O
Mn2+ + 12 H2O S kh
O2 + 2 H3O+ S oxi hoá
2 Mn2+ + 5 O2 + 14 H2O

2 Bài t p xác ñ nh chi u ph n ng gi a các c p oxi hoá - kh
* Nguyên t c:
- Có hai c p oxi hoá - kh Oxh1/kh1 (E01), Oxh2/kh2 (E02) v i E01>E02 thì
ph n ng x y ra theo chi u:
Oxh1 + kh2 ⇌ Kh1 + Oxh2
- Xác ñ nh các y u t

nh hư ng ñ n ph n ng:

ð i v i n a ph n ng: aOx + ne ⇌ bKh
Ta có : Eoxh/kh = E0oxh/kh +

RT
(Ox )
lg
nF
(Kh )b
a

Theo phương trình Nernst ta th y nhi t ñ , s e trao ñ i, n ng ñ các ch t có nh
hư ng ñ n ph n ng.
Bài 1: D a vào giá tr th ñi n c c tiêu chu n, hãy xác ñ nh chi u ph n ng x y ra
trong các trư ng h p sau ñây:
a) Cr2O72- + FeCl2 + H+ → Cr3+ + Fe3+
b) MnO4- + Br- →

MnO2

+ Br2

c) MnO2 + S → MnO4- + S2- + H2O
d) MnO4- + Ag → MnO42- + Ag+
Cho bi t:

32

E 0 MnO4 − / MnO2 = 1,695 (V)

E 0 Ag + / Ag

=
0,799 (V)
= -0,48 (V)

E 0 MnO4− / MnO42− = 0,564 (V)

E 0 S / S 2−

E 0 Br2 / 2 Br − = 1,065 (V)

E 0 Cr2O7 2− / Cr 3+ =1,33(V)

E 0 Fe3+ / Fe2 + = 0,771(V)

L igi i:
a) E 0 Cr O / Cr > E 0 Fe / Fe do ñó kh năng oxi hoá c a Cr2O72- l n hơn c a
Fe3+ nên ph n ng x y ra theo chi u thu n.
2−

2

7

3+

3+

2+

Tương t ta có:
b) E 0 MnO

−

c) E 0 MnO

−

4

4

d) E 0 MnO

4

−

/ MnO2

> E 0 Br / 2 Br nên ph n ng x y ra theo chi u thu n

/ MnO2

> E 0 S / S nên ph n ng x y ra theo chi u ngh ch

−

2

/ MnO4 2 −

2−

< E 0 Ag

+

/ Ag

nên ph n ng x y ra theo chi u ngh ch

Bài 2 : (Trích ñ thi Olympic Hùng Vương năm 2009)
ð nghiên c u cân b ng sau

25oC

Cu(r) + 2Fe3+ (dd) ⇌ Cu2+ (dd) + Fe2+ (dd)
Ngư i ta nhúng m t thanh ñ ng vào m t dung d ch h n h p g m CuSO4
0,5M, FeSO4 0,025M và Fe2(SO4)3 0,125M.
a) Cho bi t chi u c a ph n ng.
b) Tính h ng s cân b ng c a ph n ng.
c) T l
o
Bi t: E Cu

2+

[ Fe3+ ]
[ Fe 2 + ]
/ Cu

có giá tr như th nào ñ ph n ng ñ i chi u.

= 0,34V

;

o
E Fe 3+ / Fe 2 + = 0,77V

L i gi i :
Ta có [Cu2+] = 0,5M,

[Fe2+] = 0,025M, [Fe3+] = 2.0,125 = 0,25M

33

E Fe 3 + / Fe 2 + = 0,77 + 0,059 lg
E Cu 2 + / Cu = 0,34 +

0 , 059
2

0 , 25
0 , 025

= 0 ,826 (V )

lg 0 ,5 = 0,331 (V )

⇒ E pu = 0,826 − 0 ,331 = 0 , 495 (V ) > 0

=> Ph n ng x y ra theo chi u thu n
b. Ta có
lg K =

nE o
pu
0 , 059

=

2 ( 0 , 77 − 0 , 34 )
0 , 059

= 14,576

⇒ K = 3,77.10 14

c. ð ñ i chi u ph n ng ph i có:
3+

3+

Fe
Fe
Epu < 0 ⇒ ECu2+ / Cu > EFe3+ / Fe2+ ⇒ 0,331> 0,77+ 0,059lg [[Fe2+ ]] ⇒ [[Fe2+ ]] < 3,6.10−8

3 Bài t p v pin ñi n
* Khái ni m pin ñi n
- Pin ñi n c u t o g m 2 ñi n c c cùng ti p xúc v i m t dung d ch ch t ñi n
li ñóng vai trò là m t ngu n ñi n
- M t ñi n c c x y ra quá trình oxi hoá, g i là anôt, n m
âm (-)
- M t ñi n c c x y ra quá trình kh , g i là catôt, n m
dương (-)

bên trái, là c c
bên ph i, là c c

- S c ñi n ñ ng c a pin: Epin = Ec – Ea ( Ho c Epin = E+ - E-)
* Nguyên t c:
- Xác ñ nh c p oxi hoá - kh trong ph n ng
- Xác ñ nh ñi n c c t o nên t c p oxi hoá - kh ñó
+ ði n c c lo i 1: Thanh kim lo i nhúng vào dung d ch ch a ion c a kim
lo i ñó. ði n c c Mn+/ M.
+ ði n c c lo i 2: Kim lo i có ph 1 h p ch t ít tan c a kim lo i ñó
34

Ví d : ði n c c Calomen Hg / Hg2Cl2 / Cl+ ði n c c khí:
Ví d : Pt,H2 / 2H+; Pt,O2 / OH+ ði n c c oxi hoá - kh : M t thanh kim lo i trơ nhúng vào dung d ch có
ñ ng th i c hai d ng oxi hoá và kh c a m t ch t
- Căn c vào th oxi hoá - kh chu n ñ xác ñ nh anôt, catôt c a pin. T ñó
l p sơ ñ pin chính xác
Bài 1:
Thi t l p sơ ñ pin ñ khi pin ho t ñ ng thì x y ra các ph n ng sau:
a) MnO4- + Cr3+ + H+ → Cr2O72b) H2 + 2Ag+ → 2H+ + 2Ag
c) Ag+ + Br- → AgBr↓
L i gi i:
a) Trong môi trư ng axit MnO4- b kh v Mn2+, hình thành 2 c p oxi hoá kh :
MnO4-/Mn2+ và Cr2O72-/Cr3+
Quá trình kh MnO4- v Mn2+ x y ra trên catôt:
MnO4- + 8H+ + 5e ⇌ Mn2+ + 4H2O
Quá trình oxi hoá Cr3+ lên Cr2O72- x y ra trên anôt:
Cr3+ + 7H2O ⇌ Cr2O72- + 14H+ + 6e
V y ta có sơ ñ pin :
(a) Pt | Cr2O72- , Cr3+, H+ || MnO4-, Mn2+, H+ | Pt (c)
b) Trong ph n ng trên có hai c p oxi hoá - kh là 2H+/H2 và Ag+/Ag
Quá trình kh Ag+ v Ag x y ra trên catôt:
Ag+ + 1e ⇌ Ag

35

Quá trình oxi hoá H2 thành 2H+ x y ra trên anôt:
H2 ⇌ 2H+ + 2e
V y ta có sơ ñ pin :
(a) Pt, H2 | 2H+ || Ag+ |

Ag (c)

c) Ph n ng Ag+ + Br- → AgBr↓ x y ra kèm theo s thay ñ i n ng ñ c a ion
Ag+, vì v y ph i ch n ñi n c c làm vi c thu n ngh ch v i ion Ag+: Ag | Ag+
và
Ag | AgCl↓ , Cl-.
Th c a ñi n c c ñư c tính theo phương trình:

[

]

E Ag + / Ag = E 0 Ag + / Ag + 0,0592 lg Ag + . Như v y ñi n c c nào có th l n hơn (t c là

có [Ag+] l n hơn) s là catôt. v y ta có sơ ñ pin:
(a)

Ag | AgCl↓,Cl- || Ag+ | Ag

(c)

catôt x y ra quá trình kh :

Ag+ + e ⇌ Ag↓

anôt x y ra quá trình oxi hoá:

Ag↓ + Cl- ⇌ AgCl↓ + e

Ag+ + Cl- ⇌ AgCl↓
Bài 2:

25oC, s c ñi n ñ ng c a pin:
H2(Pt), pH2 = 1atm | H+ 1M || Hg2+ 1M | Hg b ng +0,85 V

Vi t phương trình th c t x y ra trong pin khi pin làm vi c và tính E 0 Hg

2+

/ Hg

.

L i gi i:
E0pin > 0 nên E0pin = E 0 Hg

2+

/ Hg

- E 0 2H

+

/ H2

= 0,85 V ⇒ E 0 Hg

catôt (c c thu ngân) x y ra quá trình kh :
Hg2+ + 2e ⇌ Hg
36

2+

/ Hg

E 0 Hg 2+ / Hg = 0,85 V

anôt (c c hiñro) x y ra quá trình oxi hoá:
H2 ⇌ 2H+ + 2e
V y ph n ng th c t x y ra khi pin làm vi c như sau:
Hg2+ + H2 ⇌ Hg↓ + 2H+
4.Bài t p v các y u t

nh hư ng ñ n s c ñi n ñ ng c a pin

*Nguyên t c:
- Các y u t
chính là các y u t

nh hư ng ñ n ph n ng oxi hoá - kh và s c ñi n ñ ng c a pin
nh hư ng ñ n s c ñi n ñ ng c a pin.

Theo phương trình Nernst: Epin = Ec – Ea = ∆E0 +

RT [Oxh1][Kh 2]
lg
nF [Oxh2][Kh1]

Ta th y, các y u t nh hư ng ñ n s c ñi n ñ ng c a pin g m: nhi t ñ , s
electron trao ñ i, n ng ñ các ch t tham gia ph n ng.
N u m t ph n ng nh t ñ nh, nhi t ñ c ñ nh thì n ng ñ ch t oxi hoá,
ch t kh có nh hư ng tr c ti p ñ n s c ñi n ñ ng c a pin (hay th oxi hoá - kh )
Bài 1:
Cho pin: (-) Pt, Fe3+ (0,100M), Fe2+ (0,05M), H+ (1M) || HCl (0,02M) | AgCl |
Ag (+)
Xét nh hư ng ñ nh tính t i s c ñi n ñ ng c a pin n u:
a. Thêm 50 ml HClO4 vào n a trái c a pin
b. Thêm mu i Fe2+ vào n a trái c a pin
c. Thêm KMnO4 vào n a trái c a pin
d. Thêm NaOH vào n a trái c a pin
e. Thêm ít NaCl tinh th vào n a ph i c a pin
f. Thêm 10 ml nư c vào n a ph i c a pin
L i gi i:
Xét pin ñi n trên khi pin ho t ñ ng:
37

1

Fe2+ ⇌ Fe3+ + e

1

AgCl + e ⇌ Ag+ + Cl-

Fe2+ + AgCl ⇌ Fe3+ + Ag+ + ClCatôt (+) Ec = E 0 Ag
Mà [Ag+] =

KS
Cl −

[ ]

+

/ Ag

+ 0,0592lg[Ag+]

⇒ Ec = E 0 Ag + / Ag + 0,0592 lg

Anôt (-): E a = E 0 Fe

3+

/ Fe 2 +

+ 0,0592 lg

KS
Cl −

[ ]

[Fe ]
[Fe ]
3+

2+

S c ñi n ñ ng c a pin:
E pin = Ec − E a = E

0

+

Ag / Ag

−E

[Fe ]
+ 0,0592 lg
[Fe ][Cl ]
2+

0

Fe

#+

/ Fe

2+

3+

−

V y s c ñi n ñ ng c a pin ph thu c vào: [Fe3+], [Fe2+] và [Cl-]
a)Vì s c ñi n ñ ng c a pin không ph thu c vào n ng ñ ion H+ nên khi thêm
H+ vào n a trái c a pin thì Epin không ñ i
* Lưu ý: gi m pH dung d ch không làm thay ñ i Epin nhưng n u tăng pH s t o
ph c hiñroxo và có th t o k t t a ion kim lo i, khi ñó s nh hư ng ñ n Epin.
a) Thêm mu i Fe2+ vào n a trái c a pin làm tăng n ng ñ ion Fe2+, dó ñó Epin
cũng tăng.
b) Thêm KMnO4 vào n a trái c a pin s x y ra ph n ng oxi hoá - kh sau:
MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
N ng ñ Fe2+ gi m xu ng, còn n ng ñ Fe3+ tăng lên, do ñó Epin gi m.
c) Thêm NaOH vào n a ph i c a pin s x y ra ph n ng:
Ag+ + OH- → AgOH
N ng ñ Ag+ gi m xu ng, Ec gi m ⇒ Epin gi m.

38

d) Thêm NaCl vào n a ph i c a pin ⇒ [Cl-] tăng lên ⇒ Epin gi m.
e) Thêm H2O vào n a ph i c a pin ⇒ ñ ñi n li c a AgCl tăng, làm tăng n ng
ñ c a Cl- ⇒ Epin gi m
Bài 2: Ngư i ta th c hi n m t pin g m:
(-) Zn|Zn(NO3)2 0,1M || AgNO3 0,1M | Ag (+)
M i n a pin g m100 ml dung d ch.
Cho E 0 Ag

+

/ Ag

= 0,799(V ) ; E 0 Zn 2+ / Zn = −0,76(V )

a) Vi t phương trình ph n ng khi pin làm vi c và tính Epin
b) Tính Epin khi:
- Thêm vào 2 n a pin 0,01 mol NaOH
- Thêm vào 2 n a pin 1 mol NH3 (gi s Vdd không ñ i)
L i gi i:
a)

Khi pin làm vi c:
Zn ⇌ Zn2+ + 2e
Ag+ + e ⇌ Ag

Zn + 2Ag+ ⇌ Zn2+ + 2Ag
Ta có : Ec = E 0 Ag
Ea = E 0 Ag

+

+

/ Ag

/ Ag

+

[

+ 0,059 lg Ag +

[

0,059
lg Zn 2+
2

]

]

Epin = Ec – Ea = 1,52 (V)
b)

- Thêm vào 2 n a pin 0,01 mol NaOH, s có k t t a AgOH, Zn(OH)2
AgOH ⇌

Ag+ + OH-

Ks = 10-7,7

39

Zn(OH)2 ⇌ Zn2+ + 2OH-

Ks = 10-16,7

Tương t tính l i n ng ñ các ion trong dung d ch: [Ag+] = 10-3,85, [Zn2+] = 0,05
Thay các giá tr trên vào bi u th c ñ tính Epin = 1,37 (V)
- Thêm vào 2 n a pin 0,1 mol NH3, C NH = 1M s có ph n ng t o ph c amin
3

c 2 ñi n c c
Ag+ + 2NH3 ⇌ Ag(NH3)2+; β = 107,23
Zn2+ + 4NH3 ⇌ Zn(NH3)42+; β = 108,70
Tính l i n ng ñ c a m i cation trong dung d ch

hai ñi n c c:

[Ag+] = 9,2.10-9M; [Zn2+] = 1,53.10-9M
⇒ E pin = 1,345(V )

*Nh n xét: Qua bài t p trên ta th y vi c tính l i s c ñi n ñ ng c a pin khi có
thêm các y u t khác (ch t k t t a, ch t t o ph c, pha loãng dung d ch, ch t oxi
hoá - kh ...) th c ch t là d a theo các cân b ng m i này ñ tính l i n ng ñ các
ch t r i th vào bi u th c tính s c ñi n ñ ng ñ tìm giá tr s c ñi n ñ ng m i c a
pin.
5. Bài t p ñi n phân dung d ch ch t ñi n li
Bài 1: ði n phân 100 ml dung d ch AgNO3 0,01M trong môi trư ng HClO4 1M
b ng ñi n c c platin. Cư ng ñ dòng ñi n phân là 1,5A, ñi n tr dây d n là 100
m , quá th c a hiñro, oxi trên ñi n c c platin là: -3,0 V và 0,53 V
a) Tìm ñi n áp ñ t vào 2 ñi n c c ñ Ag+ b t ñ u ñi n phân
b) Tìm ñi n áp ñ t vào 2 ñi n c c ñ b t ñ u có khí hiñro thoát ra catôt.
Khi ñó lư ng b c còn l i là bao nhiêu?
c) Tìm th i gian ñi n phân hoàn toàn Ag+, th tích khí oxi (ñktc) thu ñư c
trong th i gian ñi n phân trên?
Hư ng d n:
40

- ð u tiên vi t các quá trình phân li trong nư c c a các ch t, các ph n ng x y
ra t i các ñi n c c: cation ñi n phân t i catôt, anion ñi n phân t i anôt.
- Tính th t i catôt c a các ch t (chú ý quá th ) và xác ñ nh th t ñi n phân.
Trong bài này:
T i catôt:
Ag+ ñi n phân trư c, H+ ñi n phân sau
Ag+ ñi n phân hoàn toàn khi [Ag+] = 10-6M
T i anôt:
H2O b ñi n phân gi i phóng oxi
- ði n áp ñ t vào 2 ñi n c c ñ có quá trình ñi n phân là:
E = Ec – Ea + I.R
- Kh i lư ng ch t thu ñư c tính theo ñ nh lu t Faraday
L i gi i:
Ph n ng ñi n phân:
AgNO3 → Ag+ + NO3HClO4 → H+ + ClO4-

Catôt (-)

Anôt (+)

Ag+, H+, H2O

H2O, NO3-, ClO4-

Ag+ + e → Ag

2H2O → 4H+ + 4e + O2

2H+ + 2e → H2

- Th trên catôt c a ion Ag+: Ec = E 0 Ag

41

+

/ Ag

+ 0,0592lg[Ag+]

Th Ag+ b t ñ u ñi n phân: Ec1 = 0,799 + 0,0592lg0,01 = 0,6806 (V)
Th Ag+ ñi n phân hoàn toàn : Ec2 = 0,799 + 0,0592lg10-6 = 0,4438 (V)
- Th trên catôt c a ion hiñro:
Ec = 0,0592lg[H+] + ηH2 = -0,3 (V)
So sánh Ec ta th y Ag+ s ñi n phân hoàn toàn trư c khi hiñro b ñi n phân

[ ]

4

- Th trên anôt: E a = E

0

O2 / H 2 O

0,0592 H +
+
lg
+ ηO2 = 1,23 + 0 + 0,53 = 1,76 (V)
4
PO2

a) Th ñi n áp ñ Ag+ b t ñ u ñi n phân:
E1 = Ea – Ec1 + I.R = 1,76 + 0,6806 + 1,5.1 = 1,228 (V)
b) Khi H+ b t ñ u ñi n phân thì th ñ t vào bình là:
E2 = 1,76 – (- 0,3) + 0,15 = 2,21 (V)
c) Th i gian ñi n phân hoàn toàn Ag+: ( m Ag = 0,01.108 = 1,08( g )
+

m=

A.I .t
m.n.F 1,08.1.96500
=
=643,33 (s)
⇒t=
n.F
A.I
108.1,5.

Trong th i gian ñó, th tích oxi thu ñư c

ñktc là:

1
nO2 = .n Ag + = 0,0025mol ⇒ VO2 = 0,056(l )
4

Bài 2: M t dung d ch ch a ñ ng th i Cu(NO3)2 0,1M và Cd(NO3)2 0,1M. ði n
phân dung d ch này b ng bình ñi n phân có ñi n c c platin, quá th c a kim lo i
trên platin b ng 0.
a) Có th tách hoàn toàn Cu2+ ra kh i dung d ch không?
b) Kim lo i nào s tách ra trư c khi thêm KCN vào dung d ch trên và gi
n ng ñ KCN không ñ i là 0,4M
Cho bi t: E 0 Cu / Cu = 0,337(V ) ; E 0 Cd / Cd = −0,402(V )
2+

2_

L i gi i:

42

a)
- Th trên catôt c a ion Cu2+: Ec = E 0 Cu

2+

/ Cu

Th Cu2+ b t ñ u ñi n phân: Ec1 = 0,337 +

+

[

0,0592
lg Cu 2+
2

]

0,0592
lg0,1 = 0,3074 (V)
2

Th Cu2+ ñi n phân hoàn toàn : Ec2 = 0,337 +

0,0592
lg10-6 = 0,1594 (V)
2

- Th trên catôt c a ion Cd2+:
Ec = -0,402 +

0,0592
lg 0,1 = 0,4316 (V)
2

So sánh Ec ta th y Cu2+ s ñi n phân hoàn toàn trư c khi Cd2+ b ñi n phân.
Vì v y có th tách hoàn toàn Cu2+ ra kh i dung d ch
b) Khi thêm KCN vào dung d ch trên, x y ra ph n ng sau:
Cu2+ + 2CN- ⇌ Cu(CN)2

β2 = 1025

Cd2+ + CN- ⇌ [Cd(CN)]+

β1 = 106,01

Cd2+ + CN- ⇌ [Cd(CN)2]

β2 = 1011,12

Cd2+ + CN- ⇌ [Cd(CN)3]-

β2 = 1015,65

Cd2+ + CN- ⇌ [Cd(CN)2]2-

β2 = 1017,92

6. Bài t p v h ng s cân b ng c a ph n ng oxi hoá - kh :
* Nguyên t c: T E0 c a các c p oxi hoá - kh có th tính h ng s cân b ng c a
các n a ph n ng tương ng và ngư c l i d a vào bi u th c sau:
K = 10 nE

0

E0Ox/kh =

o/k

/ 0, 0592

0,0592 lg K
n

43

Bài 1: Tính h ng s cân b ng ñ i v i ph n ng sau:
2AgCl + Cu ⇌ Ag + Cu2+ + 2ClCho E 0 Ag

+

/ Ag

= 0,80 (V);

E 0 Cu 2 + / Cu = 0,337(V ) ; K S ( AgCl ) = 10 −10

L i gi i:
K1 = 10 (E AgCl / Ag )/ 0,0592

2 AgCl↓ + e ⇌ Ag + Cl1 Cu↓

0

K2-1 = 10 − (2 E

⇌ Cu2+ + 2e

2AgCl↓ + Cu↓ ⇌ 2Ag↓ + Cu2+ + 2ClTrong ñó ∆E 0 = E 0 AgCl / Ag − E 0 Cu
sau:

2+

/ Cu

AgCl↓ ⇌ Ag+ + ClAg+ + e ⇌ Ag↓

0

Cu 2 + / Cu

−1

)/ 0,0592

K = K1 .K 2 = 10 2.∆E
2

0

/ 0 , 0592

và E 0 AgCl / Ag ñư c tính t s t h p c a cân b ng

KS(AgCl) = 10-10
K3 = 10 ( E

0

Ag + / Ag

) / 0 , 0592

AgCl + e ⇌ Ag↓ + Cl- K1 = K3.KS(AgCl/Ag) = 10-10. 10 ( E

0

Ag + / Ag

) / 0 , 0592

⇒ E 0 AgCl / Ag = E 0 Ag + / Ag − 10.0,0592 =0,207 (V)

V y K = 10 2.( 0, 207−0,337 ) / 0,0592 = 10-4,39
7. Bài t p tính cân b ng trong dung d ch
* Nguyên t c:
ð tính cân b ng oxi hoá - kh khi trong dung d ch không có các quá trình
ph thì có th tính thành ph n d a vào ñ nh lu t tác d ng kh i lư ng áp d ng cho
cân b ng oxi hoá - kh

44

N u h ng s cân b ng quá l n thì nên xác ñ nh thành ph n gi i h n và tính
theo cân b ng ngư c l i.
N u có các quá trình ph kèm theo cân b ng oxi hoá - kh thì nên tìm cách
ñánh giá m c ñ c a các cân b ng ph so v i cân b ng oxi hoá - kh ho c tính
theo h ng s cân bang ñi u ki n
Trong trư ng h p ph c t p khi h có ch a cân b ng có liên quan ñ n ph n
ng axit – bazơ thì có th tính theo ñi u ki n proton.
Bài 1 : Tính cân b ng trong dung d ch AgNO3 0,02M và Fe(NO3)2 0,050M
0.
Cho :

pH =

E 0 Ag + / Ag = 0,799(V ); E 0 Fe3+ / Fe2+ = 0,771(V )

L i gi i : Trong môi trư ng H+, b qua quá trình t o ph c hiñroxo c a ion kim lo i
Cân b ng ch y u:
Ag

+

+

C

0,02

[]

Fe

(0,02-x)

⇌

Ag↓ +

Fe

3+

K = 10

0 , 799 −0 , 771
0 , 0592

0,05
(0,05-x)

x

x
= 10 0, 473
(0,02 − x)(0,05 − x)

⇒

[

2+

]

2+

+

x = Fe 3+ = 4,58.10 −4 ; [Fe ] = 0,0495M; [Ag ] = 0,0195 M.

Bài 2: Tính h ng s cân b ng c a ph n ng
3MnO42- + 2H2O ⇌ 2MnO4- + MnO2↓ + 4OHCho: E 0 MnO

−

4

, H + / MnO2

= 1,695(V ) ; E 0 MnO4− / MnO42− =0,564 (V).

Tính cân b ng trong dung d ch K2MnO4

pH = 10,00.

L i gi i:
Tính E 0 MnO

4

2−

/ MnO2

=?

45

= 10 0, 473

−1

MnO42- ⇌ MnO4- + e

K1 = 10 − E1

MnO42- + 4H+ +3e ⇌ MnO2↓ + 2H2O

K 2 = 10 3.E2

4.| H2O ⇌ H+ + OH-

/ 0, 0592

2

K3 = 10 2. E

3

0

/ 0 , 0592

3E2 − E1 14.4.0,0592 3.1,695 − 0,564
−
=
− 28.0,0592 = 0,603(V )
2
2
2
0

0

0

/ 0 , 0592

K W = (10 −14 ) 4

MnO42- + 2H2O + 2e ⇌ MnO2↓ + 4OH-

E3 =

0

V y E 0 MnO

4

2−

0

/ MnO2

= 0,603 (V)

MnO42- + 2H2O + 2e ⇌ MnO2↓ + 4OH2. | MnO42- ⇌ MnO4- + e

3MnO42- + 2H2O ⇌ 2MnO4- + MnO2↓ + 4OH-

[MnO ]
[MnO ]

− 2

pH = 10,00 thì:

4

2− 3

4

=

K = 20,08

20,78
= 2,078.1015 r t l n, có th coi ph n ng x y ra
−4 4
(10 )

hoàn toàn.
IV. M T S

BÀI T P T NG H P

Bài 1(ð thi ch n h c sinh gi i qu c gia năm 2005)
pH = 0 và
ñư c cho như sau:

25oC th ñi n c c tiêu chu n Eo c a m t s c p oxi hoá - kh

2IO4−/ I2 (r) 1,31 V ; 2IO3−/ I2 (r) 1,19 V ; 2HIO/ I2 (r) 1,45 V ; I2 (r)/ 2I− 0,54
V.
46

(r) ch ch t tr ng thái r n.
1. Vi t phương trình n a ph n ng oxi hoá - kh c a các c p ñã cho.
2. Tính Eo c a các c p IO4−/ IO3− và IO3−/ HIO
3. V phương di n nhi t ñ ng h c thì các d ng oxi hoá - kh nào là b n, các d ng
nào là không b n? T i sao?
4. Thêm 0,40 mol KI vào 1 lít dung d ch KMnO4 0,24 M

pH = 0

a) Tính thành ph n c a h n h p sau ph n ng.
b) Tính th c a ñi n c c platin nhúng trong h n h p thu ñư c so v i ñi n
c c calomen bão hoà.
5. Tính Eo c a c p IO3−/ I2(H2O).
I2(H2O) ch i t tan trong nư c.
Cho bi t: E 0 MnO

4

25oC,

RT

2−

/ Mn 2 +

= 1,51 V ; E c a ñi n c c calomen bão hoà b ng 0,244 V ;

ln = 0,0592 lg ; ð tan c a i t trong nư c b ng 5,0.10− 4 M.

F

L i gi i:
2 IO4− + 16 H+ + 14 e
2 IO3−
2 HIO +

I2 (r)

⇌

I2(r) + 8 H2O ; E 0 2 IO

−

4

+ 12 H+ + 10 e ⇌ I2(r) + 6 H2O ; E 0 2 IO

3

2 H+

+ 2e

+ 2e ⇌

⇌

−

/ I2

= 1,31(V) = E0

/ I2

= 1,19 V = Eo2

I2(r) + 2 H2O ; E 0 2 HIO / I 2 = 1,45 V = Eo

2 I− ;

E 0 I2 / 2 I −

47

= 0,54 V = Eo4

2.
2 IO4− + 16 H+ + 14 e ⇌ I2(r) + 8 H2O ; K1 = 1014 E

0
1 / 0 , 0592

+ 6 H2O ⇌ 2 IO3− + 12 H+ + 10 e ; K2-1 = 10 −10 E

I2 (r)

2 IO4− + 4 H+ + 4 e ⇌ 2 IO3− + 2 H2O ; K5 = 10 4 E
V i E05 = E 0 IO

−

4

⇒ E

5

2 IO3−

0

0
1 / 0 , 0592

. 10 −10 E

0

2

/ 0, 0592

14 E 01 − 10 E 0 2
14.1,31 − 10.1,19
=
=
4
4

+ 12 H+ + 10 e ⇌

= 10 4 E

0

+ 10 H+ + 8 e ⇌

V i K6 = K IO

3

−

/ 0, 0592

5

5

= 1,61 (V)

I2(r) + 6 H2O ; K2 = 1010 E

I2(r) + 2 H2O ⇌ 2 HIO + 2 H+ + 2 e ; K3−1 = 10 −2 E
2 IO3−

2

/ IO3−

K5 = K1. K2−1 = 1014 E
0

0

0

8E
2 HIO + 4 H2O ; K6 = 10

=K2.K3-1 ⇒ E 0 6 =
/ HIO

3

0

0

2

/ 0, 0592

/ 0 , 0592

6

10 E 0 2 − 2 E 0 3 10.1,19 − 2.1,45
=1,125 (V)
=
8
8

3.
Vì E 0 2 HIO / I > E 0 IO / HIO
nên HIO s t oxi hoá - kh :
−

2

3

4 × 2 HIO + 2 H+ + 2 e ⇌
2 HIO + 4 H2O

10 HIO

⇌

I2(r) + 2 H2O
2 IO3− + 10 H+ + 8 e

⇌

4 I2(r) + 2 IO3− + 2 H+ + 4 H2O

V y d ng kém b n nh t v m t nhi t ñ ng h c là HIO, các d ng khác: IO4-, IO3-, I2,
I- ñ u b n pH = 0.
4. a) E 0 MnO
ph n ng:

4

2−

/ Mn 2 +

= 1,51 V >> E 0 I

2

/ 2I −

( E0I

48

2

/ 2I −

nh nh t) nên ñ u tiên s x y ra

MnO4− + 8 H+ + 5 e

2×

2 I−

5×

2 MnO4−
10
CO

I2(r) + 2 e

⇌

+ 10 I− + 16 H+

2 Mn2+ + 5 I2(r) + 8 H2O

⇌

; K=

163

0,24

0,4

∆C − 0,04 × 2
C

Mn2+ + 4 H2O

⇌

− 0,04 × 10

0,16

0

0,04 × 2

1

0,08

0,04 × 5
0, 2

MnO4− còn dư s oxi hoá ti p I2 thành IO3−.
E 0 MnO / Mn
= 1,51 V > E 0 2 IO / I = 1,19 V
2−

4

2x

−

2+

3

MnO4− + 8 H+ + 5 e
I2(r) + 6 H2O

CO

2 MnO4− + I2(r)
0,16
0,2

⇌

2

⇌
2 IO3−

0

0,12

+ 12 H+ + 10 e

+ 4 H+ ⇌ 2 IO3− + 2 Mn2+ + 2 H2O ; K = 10 176
0,08

∆C − 0,08 × 2 − 0,08
C

Mn2+ + 4 H2O

0,08 × 2
1

0,16

0,08 × 2

0, 24

Thành ph n h n h p sau ph n ng: IO3− 0,16 M ; Mn2+ 0,24 M ;
I2 (H2O) 5. 10−4M ; I2 (r) 0,12 M ; pH = 0.
b) Trong h n h p có c p IO3−/ I2 (r) nên:
E = E 0 2 IO

3

−

/ I2

= 1,19 +

+

0,0592
lg [IO3−]2 [H+]12
10
0,0592
lg (0,16)2 = 1,18 V
10

49

E so v i ñi n c c calomen bão hoà: 1,18 − 0,244 = 0,936 V
2 IO3−

2 IO3−
0,0592
.S

+ 12 H+ + 10 e

⇌

I2(r)

5.

⇌

+ 12 H+ + 10 e ⇌

I2(r) + 6 H2O ; K2 = 1010.1,19/ 0,0592
I2( H2O)
I2( H2O)

0,0592
10
0,0592
= 1,19 + (lg 5. 10−4) .
10

Suy ra Eo7 =

; S = 5. 10−4 M

+ 6 H2O ; K7 = 1010 = 1010.1,19/

E 0 2 IO3− / I 2 + lg S .

= 1,17 V

Bài 2: (ð thi h c sinh gi i qu c gia năm 2004)
Dung d ch A g m AgNO3 0,050 M và Pb(NO3)2 0,100 M.
1. Tính pH c a dung d ch A.
2. Thêm 10,00 ml KI 0,250 M và HNO3 0,200 M vào 10,00 ml dung d ch A.
Sau ph n ng ngư i ta nhúng m t ñi n c c Ag vào dung d ch B v a thu ñư c và
ghép thành pin (có c u mu i ti p xúc hai dung d ch) v i m t ñi n c c có Ag nhúng
vào dung d ch X g m AgNO3 0,010 M và KSCN 0,040 M.
a) Vi t sơ ñ pin .
b) Tính s c ñi n ñ ng Epin t i 250C .
c) Vi t phương trình ph n ng x y ra khi pin ho t ñ ng.
d) Tính h ng s cân b ng c a ph n ng .
Cho bi t : Ag+ + H2O

AgOH + H+

(1) ;

K1= 10 –11,70

Pb2+ + H2O

PbOH+ + H+

(2) ; K2= 10 –7,80

Ch s tích s tan pKs : AgI là 16,0 ; PbI2 là 7,86 ; AgSCN là 12,0 .
0
EAg+

= 0 ,799 V
/Ag

RT
ln = 0,0592 lg
F

;

3. Epin s thay ñ i ra sao n u:
a) thêm m t lư ng nh NaOH vào dung d ch B ;
50

b) thêm m t lư ng nh Fe(NO3)3 vào dung d ch X?
L i gi i:
1. Ag+ + H2O ⇌ AgOH

+ H+

K1 = 10-11,7

;

Pb2+ + H2O ⇌ PbOH+ + H+

K2 = 10-7,8

;

(1)
(2)

Do K2 >> K1 nên cân b ng 2 quy t ñ nh pH c a dung d ch
Pb2+ + H2O ⇌ PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8 (2)
C

0,10

[]

0,10 − x

x2
= 10 −7 ,8
0,1 − x

x

x

x = 10-4,4 = [H+]

;

pH = 4,40

2.a) Dung d ch B: Thêm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050
CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M
Ag+

I−

+

AgI ↓

0,025

0,125

-

0,10

Pb2+

2 I−

+

0,05

0,10

-

PbI2 ↓

-

Trong dung d ch có ñ ng th i hai k t t a AgI ↓ và PbI2 ↓
I−

;

Ks1 = 1.10-16

Pb2+ + 2 I−

;

Ks2 = 1.10-7,86 (4)

AgI ↓ ⇌ Ag+ +
PbI2 ↓ ⇌

(3)

Ks1 << Ks2, v y trong dung d ch cân b ng (4) là ch y u. S
51

t o ph c hiñroxo c a Pb2+ là không ñáng k vì có H+ dư:
Pb2+ + H2O ⇌ PbOH + H+ ;

K2 = 10-7,8

[PbOH ] = 10
[Pb ] 10

] [

+

[

−7 , 8

2+

= 10 −6,8 → PbOH + << Pb 2+

−1

PbI2↓ ⇌ Pb2+ + 2 I−

Trong dung d ch

x
(2x)2x = 10-7,86

−16

+

s1
−

−3

2x = [I−] = 2,302 . 10-3M

= 3,31.10 −14 M

.

E c a c c Ag trong dung d ch A:

[

Ks2 = 1.10-7,86

2x

x = 1,51.10-3M

.10
[Ag ] = K ] = 3102.10
[I ,

]

Ag+ + e → Ag

]

+ 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,31.10 −14

E1 = E 0 +
Ag
Ag

E 1 = 0,001V

Dung d ch X:

Ag+

+

SCN−

0,010

⇌ AgSCN↓

0,040

-

0,030

AgSCN↓ ⇌ Ag+

+

0,010

SCN−

;

10-12,0

0,030
x

(0,030 + x)

x0,030 + x) = 10-12

[Ag ] = x = 310
x10

−12

+

[

−2

= 3,33.10 −11

]

E 2 = 0,799 + 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,33.10 −11
E 2 = 0,179V

52

;

1012,0

Vì E2 > E1 , ta có pin g m c c Ag trong X là c c + , c c Ag trong B
là c c –
Sơ ñ pin:

b)

AgI↓

AgSCN↓

PbI2↓

Ag

SCN− 0,03 M

Ag

Epin = 0,179 – 0,001 = 0,178V

c) Phương trình ph n ng: Ag + I– ⇌

AgI↓ + e

AgSCN + e ⇌ Ag↓ + SCN–

AgSCN + I– ⇌ Ag↓ + SCN–

d)

K=

K S AgCN
K S AgI

=

10 −12
10 −16

= 104

3. a) Khi thêm lư ng nh NaOH vào dung d ch B , có th x y ra 3 trư ng
h p:
- Lư ng NaOH quá ít không ñ ñ trung hoà HNO3: S t o ph c
hiñroxo c a Pb2+ v n không ñáng k , do ñó Epin không thay ñ i.
- Lư ng NaOH ñ ñ trung hoà HNO3: Có s t o ph c hiñroxo c a
Pb2+ do ñó [Pb2+] gi m, N ng ñ I - s tăng lên, do ñó n ng ñ Ag+ gi m
xu ng, E1 gi m ; v y Epin tăng.
- Lư ng NaOH ñ dư ñ trung hoà h t HNO3 và hoà tan PbI2 t o
53

thành PbO2-, do ñó [Pb2+] gi m và Epin tăng.
PbI2 + 4 OH- →

PbO2– + 2 H2O + 2 I–

c) Thêm ít Fe3+ vào dung d ch X:
Fe3+ + SCN–
→

FeSCN2+

N ng ñ ion SCN– gi m, do ñó n ng ñ ion Ag+ tăng, E2 tăng
Epin tăng

⇒

Bài 3 (ð thi ch n h c sinh gi i qu c gia năm 2006)
Hãy bi u di n sơ ñ pin g m ñi n c c hiñro (p = 1atm) ñư c nhúng trong
H2
dung d ch CH3COOH 0,010 M ghép (qua c u mu i) v i ñi n c c Pb nhúng trong
dung d ch A. Hãy ch rõ anot, catot.
b) Thêm 0,0050 mol Ba(OH)2 vào 1 lít dung d ch phía ñi n c c hiñro (coi th
tích không thay ñ i). Tính Epin và vi t phương trình ph n ng x y ra khi pin ho t
ñ ng.
Cho: pKa (HSO4-) 2,00 ; pKa (CH3 COOH) 4,76;
ch s tích s tan pKs (BaSO4) 9,93 ; pKs (PbSO4) 7,66.
(RT/F)ln = 0,0592lg ; Eo

= - 0,123 V.

Pb2+/P

L i gi i:

b

2. a) • C c Hiñro: 2 H+
CH3COOH
C

0,01 - x

⇌

H2

H+ + CH3COO–

;

K a = 10-4,76

0,01

[ ]

+ 2e ⇌

= 10-4,76
E2 H + / H

2

x

x

x = [H+] = 4,08.10-4 M

pH = 3,39

= - 0,0592 pH = - 0,0592 × 3,39 = - 0,2006 (V)

54

• C c Pb/PbSO4:
+ H+ + 2 e

PbSO4
EPb = E 0 PbSO ,H
4

+

Trong ñó E 0 PbSO , H
4

EPb = - 0,291 +

+

/ Pb , HSO4 −

+

4

Mà E 0 PbSO

4

/ Pb

[

= E 0 Pb

2+

/ Pb

0,0592
0,1657
lg
2
0,0943

(Ho c: E = E 0 PbSO / Pb

= E 0 Pb

2+

V y E = - 0,350 +

+

[

+

0,0592
2

0,0592
2

+

HSO4–

]

K
0,0592
lg S
Ka
2

= - 0,283 (V) < E2 H

0,0592
1
lg
2−
2
SO4

/ Pb

= - 0,123 +

[ ]

0,0592
H+
lg
−
2
HSO4

+

/ Pb , HSO4 −

Pb↓

⇌

= - 0,291

+

/ H2

]

0,0592
lg KS
2

lg10-7,66 = - 0,350 (V)

lg(5,69.10-3)-1 = - 0,284 (V)

;

Cũng có th tính theo c p Pb2+/Pb:
E = - 0,123 +

0,0592
0,0592
lg [Pb2+] = -0,123 +
lg 3,84.10-6 = - 0,283 (V)
2
2

V y c c Pb là anot; c c hiñro là catot.
55

(−) (anot) Pb
−

PbSO4↓ , H+

CH3COOH

H2 (Pt)

(+) (catot)

BaSO4↓ , HSO4b) 2 CH3COOH + Ba(OH)2
0,010

0,005

-----

(CH3COO)2Ba + 2 H2O

-----

CH3COO- + H2O
C

0,005
CH3COOH + OH- ; K b = 10-9,24

0,010

[ ]

0,010 - x
2

x

x

= 10-9,24

x

x = 10-5,62

pH = 8,38

0,010 - x

E 2H+/H = - 0,0592 pH = - 0,0592.8,38 = - 0,496 V
2

E PbSO /Pb = - 0,284 V

(anot)
(catot)

4

VËy Epin = - 0,284 - (- 0,496) = 0,212 V.
Ph n ng trong pin: anot

H2

⇌

2 CH3COO- + 2 H+ ⇌

2 CH3COO- +

H2 ⇌

catot PbSO4↓ + H+ + 2 e ⇌

2 H+ + 2e
2 CH3COOH

2 CH3COOH + 2e
Pb↓ + HSO4–

Ph n ng x y ra trong pin:
PbSO4↓ + H2 + 2 CH3COO- + H+ ⇌ Pb↓ + 2 CH3COOH + HSO4–

VI. BÀI T P V N D NG
Bài 1: Hoàn thành các phương trình hoá h c sau:
56

a) SnS2 + .... → H2SnO3 + SO42- + NO2
b) PbO2 + H2O2 + ... → Pb(CH3COO)2
c) Pt + HCl + ... → NO + H2O
d) AuCl4- + ... → Fe3+ + Cl- + Au
Bài 2: D a vào giá tr th ñi n c c tiêu chu n, hãy cho bi t nh ng trư ng h p nào
ph n ng x y ra theo chi u thu n?
a)
b)
c)
d)

HClO + H2O2 → HCl + O2 + H2O
Cr2O72- + I- + H+ → Cr3+ + I2 + H2O
H3AsO4 + I2 + H+ → H3AsO3 + I- + H2O
CrO2- + OH- + Cl- → Cl2 + CrO42- + H2O

Bài 3: Cho sơ ñ pin:
(a)

H2 (Pt), p H = 1atm |H+ 1M || Cu2+ 1M, I- 1M, CuI↓| Pt

(c)

2

Epin = 0,86 V.
Tính th ñi n c c tiêu chu n c a c p Cu2+/Cu. Cho bi t ph n ng x y ra khi pin
ho t ñ ng?
Bài 4: Tính th c a ñi n c c platin nhúng trong dung d ch:
a) Cr2O72- 0,010M; Cr3+ 0,1M pH = 2,00
b) Dung d ch bão hoà Fe(OH)3, Fe(OH)2

pH

=

10,00.

Cho

E 0 Fe (OH )3 / Fe ( OH ) 2 = −0,52V

Bài 5: Cho pin ñư c ghép b i 2 c c Ag | AgCl | HCl 0,02 M và Pt | Fe3+ 0,10 M;
Fe2+ 0,05M; H+ 1 M. Vi t sơ ñ pin. Xét nh hư ng (ñ nh tính) t i sññ c a pin,
n u:
a)
b)
c)
d)

Thêm 50 ml HClO4 1 M vào dung d ch catôt
Thêm nhi u mu i Fe3+ vào dung d ch catôt
Thêm ít NaOH vào dung d ch anôt
Thêm 10 ml nư c vào dung d ch catôt

57

Bài 6: Tính s c ñi n ñ ng c a pin ñư c t o thành b i ñi n c c platin nh ng trong
dung d ch Ce3+ 0,05M, Ce4+ 0,10M, H2SO4 1,0M và ñi n c c calomen bão hoà
Vi t các phương trình ph n ng th c t x y ra khi pin ho t ñ ng và vi t sơ ñ pin.
Cho ECalomen = 0,244V
Bài 7: Tính h ng s cân b ng ñ i v i ph n ng sau:
a) 2Fe2+ + I3- ⇌ 3I- + 2Fe3+ ( E 0 Fe

3+

b) 2Hg↓ + 2Hg2+ ⇌ 2Hg22+ ( E 0 Hg

/ Fe 2 +

2+

= 0,771; E 0 I 3− / I − = 0,5355V )

/ Hg 2 2 +

= 0,907V ; E 0 Hg 22 + / Hg = 0,792V )

c) 5PbO2↓ + 2Mn2+ + 4H+ ⇌ 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O
( E 0 PbO / Pb = 1,455V ; E 0 MnO / Mn = 1,51V )
2

2+

−

4

2+

Bài 8: Tính h ng s cân b ng c a các ph n ng sau

25oC:

a) CrO2- + MnO4- + H2O ⇌ CrO42- + MnO(OH)2↓
b) 2CrO42- + 4H2O ⇌ 2CrO2- + 3H2O2 + 2OHBài 9: L c m t ít b t Ag v i dung d ch Fe3+ 0,01M và H+ 1M. Tính n ng ñ các
ion Ag+ và Fe2+ khi cân b ng ñư c thi t l p?
Bài 10: Tr n 25 ml K2Cr2O7 0,08M v i 15 ml KBr 0,08M pH = 0. Tính th ñi n
c c platin nhúng trong dung d ch thu ñư c so v i ñi n c c Ag | AgCl | HCl 1M (E0
= 0,222V)

58

Chuyên ñ 3
PIN ðI N HÓA
Trư ng THPT Chuyên Nguy n T t Thành, Yên Bái

CHƯƠNG I: CƠ S
I. M T S

LÍ THUY T

KHÁI NI M CHÍNH Y U V PIN ðI N HÓA

1. Khái quát chung. Năng lư ng gi m t vai trò ñ c bi t quan tr ng trong ñ i
s ng xã h i và trong s n xu t nói chung. Năng lư ng hoá h c là m t trong các
d ng năng lư ng ñư c sinh ra t các ph n ng hoá h c. D ng năng lư ng này có
th chuy n hoá thành các d ng năng lư ng khác và ngư c l i. Trong chuyên ñ này
chúng tôi ch ñ c p ñ n d ng năng lư ng xu t phát t ph n ng oxi hoá - kh .
2. Ph n ng oxi hoá - kh
2.1 M t s ñ nh nghĩa
M t cách c th , ta xét ph n ng gi a Zn và Cu2+ trong dung d ch nư c:
2e–

2+
Zn
+
Cu2+
+ Cu
⇌ Zn
như ng e
nh n e
Ch t kh
Ch t oxi hoá
Quá trình oxi hoá
Quá trình kh
Trong ph n ng này có s chuy n e t Zn sang Cu2+
Quá trình oxi hoá: quá trình như ng e (Zn → Zn2+ + 2e)
Quá trình kh : quá trình nh n e (Cu2+ +2e- → Cu)
Ch t oxi hoá (ch t b kh ): ch t nh n e, (Cu2+)
Ch t kh (ch t b oxi hoá): ch t như ng e, (Zn)
Hai quá trình này luôn luôn x y ra ñ ng th i trong cùng m t ph n ng nên
ph n ng lo i này ñư c g i là ph n ng oxi hoá - kh .

59

2.2. C p oxi hoá - kh (Ox/Kh)
Ph n ng oxi hoá - kh nói trên có th ñư c bi u di n theo sơ ñ sau:

Zn + Cu2+


→

Zn2+ +

Cu

Ho c vi t thành hai n a ph n ng:
Zn
Cu2+
Zn

⇌
+
+

Zn2+
2e-

+
⇌

Cu2+ ⇌

2eCu
Zn2+ + Cu

Kh1
Ox2

⇌
+

Ox1
ne-

Kh1

+

Ox2

+
⇌
⇌

neKh2
Ox1 +

(1)
(2)
Kh2

Theo ñ nh nghĩa, chúng ta có th bi u di n quá trình trên b ng sơ ñ sau:
Ox + ne- ⇌ Kh
Trong n a ph n ng (1), Zn như ng e, gi vai trò c a tác nhân kh (Kh1);
2+
Zn có kh năng nh n e (trong ph n ng ngh ch) gi vai trò c a tác nhân oxi hóa
(Ox1). Ta có c p oxi hoá - kh :
Ox1/Kh1(Zn2+/Zn).
M t cách tương t , trong n a ph n ng (2) ta có c p oxi hoá - kh :
Ox2/Kh2(Cu2+/Cu).
Như v y, trong m t ph n ng oxi hoá - kh có s trao ñ i e gi a tác nhân kh
Kh1(Zn) c a m t c p oxi hoá - kh và tác nhân oxi hoá Ox2(Cu2+) c a m t c p oxi
hoá - kh khác (tương t như ph n ng axit - bazơ và c p axit - bazơ trong thuy t
axit bazơ c a Bronsted).

3. Pin Ganvani
3.1. Nguyên t c ho t ñ ng c a pin Ganvani
Pin Ganvani (g i t t là pin) là thi t b cho phép chuy n hoá năng lư ng hoá
h c thành năng lư ng ñi n (xem sơ ñ pin).
Xét ph n ng gi a Zn và dung d ch Cu2+ ñã ñư c nói trên:
2e–

60

2+
⇌ Zn + Cu
Ph n ng này có th d dàng quan sát tr c ti p
b ng m t.
Nhúng m t thanh k m (Zn) vào dung d ch
Zn
Cu
CuSO4, sau m t th i gian ng n ta th y ngay có s
hình thành m t l p ñ ng ph trên thanh k m.
Trong trư ng h p này, electron chuy n tr c
Zn2+
Cu 2+
ti p t Zn sang Cu2+.
Như ñã bi t, ph n ng trên là ph n ng tr c
2SO 4
ti p t ng h p c a 2 n a ph n ng. Các ph n ng
x y ra ñi n c c:
ZnSO 4
CuSO 4
Zn – 2e → Zn2+
Sơ ñ pin Ganvani
Cu2+ + 2e → Cu
Chúng ta có th tách riêng hai n a ph n ng
trên b ng cách ngăn c n không cho e chuy n tr c ti p t Zn sang Cu2+ mà qua dây
d n. Các n a ph n ng bây gi x y ra trên các thanh k m và ñ ng, các thanh này
ñư c g i là các ñi n c c.
Ph n ng oxi hoá: Zn → Zn2+ + 2e- x y ra trên ñi n c c k m. ði n c c này
g i là anot. Trong n a ph n ng này, các e ñư c gi i phóng chuy n v n qua dây
ñ n thanh ñ ng t o nên dòng ñi n (lưu ý r ng, chi u quy ư c c a dòng ñi n là
chi u ngư c l i).
Ph n ng kh : Cu2+ + 2e → Cu x y ra trên ñi n c c ñ ng g i là catot.
Nh r ng: ph n ng oxi hoá luôn luôn x y ra trên anot còn ph n ng kh luôn
luôn x y ra trên catot. T t c các pin Ganvani ñ u ho t ñ ng theo m t cơ ch tương
t . Pin Ganvani nói trên, v i hai ñi n c c k m - ñ ng có tên là pin Daniell - Jacobi,
thư ng g i t t là pin Daniell.
Pin Daniell ñư c bi u di n b ng
+
sơ ñ quy ư c sau ñây:
2+
2+
---(–) Zn| Zn || Cu | Cu (+)
-- - - ------ð i v i pin (ngu n ñi n) thì anot Zn -- - - -- - --- - -- - - --- --- ----- - - -- - - - - --là c c âm (–) và catot là c c dương
- - - - - - - -- -- - - - Cu
-- - -- -- - - -- - - - - -- - (+).
dd KCl b·o ho
-- - --- - Trong pin ñi n hóa, các electron
- - ---- - --- - -- dd CuSO 4
dd ZnSO 4
- chuy n t anot sang catot nh dây

Zn

+

Cu2+

61

d n ñi n, còn chi u dòng ñi n ñư c
quy ư c ngư c v i dòng electron.

Pin Daniell - Jacobi
II. M T S

ðI N C C

1. ði n c c kim lo i
ði n c c kim lo i g m m t thanh kim lo i nhúng trong dung d ch mu i c a
nó.
Gi a kim lo i và dung d ch xu t hi n m t s hi u ñi n th . Giá tr c a hi u s ñi n
th này ph thu c vào b n ch t kim lo i, b n ch t dung môi, n ng ñ ion kim lo i
trong dung d ch và nhi t ñ . Giá tr này không xác ñ nh ñư c nên ph i l y m t ñi n
c c làm chu n và gán cho nó m t giá tr th ñi n c c ñ so sánh v i các ñi n c c
khác. ði n c c ñư c ch n là ñi n c c chu n hiñro.
ði n c c kim lo i và ñi n c c hiñro g i là các ñi n c c lo i m t.
2. ði n c c chu n hiñro
Vì không xác ñ nh ñư c giá tr tuy t ñ i c a
ñi n th m t ñi n c c, ngư i ta ph i ch n m t ñi n
c c nào ñó làm chu n ñ so sánh và cho nó m t giá
tr ñi n th nh t ñ nh. ði n c c chu n so sánh ñư c
qu c t ch p nh n là ñi n c c hiñro chu n.
ði n c c hiñro là m t ñi n c c khí thu c lo i
ñi n c c oxi hoá - kh . ði n c c g m m t t m Pt
ph mu i platin và nhúng vào m t dung d ch axit,
ch a ion H+, V y ñi n c c này làm vi c v i c p oxi
hóa kh H+/H2. Th c a ñi n c c chu n hiñro ñư c
quy ư c b ng 0,00V m i nhi t ñ .

→
2H+.aq + 2e ← H2 (k)


E0
H

+

/ H2

62

= 0,00V

Pt

H2

H2

H+ + HSO −
4

Giá tr này ñư c g i là th ñi n c c chu n hiñro
ho c th kh chu n c a hiñro ho c th oxi hóa –
kh chu n hiñro.

ði n c c hiñro

ði n c c chu n là ñi n c c mà t t c các ph n ng x y ra trên ñi n c c ñ u
ñi u ki n chu n (tr ng thái b n nh t, p = 1 atm, C = 1M).
3. ði n c c calomen
ði n c c calomen là ñi n c c làm vi c v i c p oxi hóa – kh Hg2Cl2/Hg

→
Hg2Cl2(tt) + 2e ← 2Hg (l) + 2Cl- E0 = + 0,268 V


ði n c c calomen là ñi n c c lo i hai.
Hai ñi n c c lo i hai khác cũng hay ñư c dùng là ñi n c c b c clorua và
ñi n c c th y ngân (I) sunfat:

→
AgCl(tt) + e ← Ag (tt) + Cl

E0 = + 0,222V


→
Hg2SO4(tt) + 2e ← 2Hg (l) + SO 2−

4

E0 = + 0,615V

4. ði n c c g m kim lo i trơ nhúng vào dung d ch ch a m t c p oxi hóa – kh
Kim lo i trơ thư ng dùng cho lo i ñi n c c này là platin. Ví d , kim lo i
platin nhúng trong dung d ch ch a c p oxi hóa kh Fe3+/ Fe2+.
Các ñi n c c ki u này là ñi n c c lo i ba.
Th c a ñi n c c lo i ba ph thu c vào b n ch t kim lo i làm ñi n c c, b n
ch t c a c p oxi hóa kh , t l n ng ñ gi a d ng oxi hóa và d ng kh và vào
nhi t ñ .
5. ði u ki n chu n c a các lo i ñi n c c
M t ñi n c c ñi u ki n chu n khi n ng ñ c a m i c u t tham gia ph n
ng ñi n c c b ng 1,0 mol/L. N u là ch t khí thì áp su t riêng ph n c a m i c u t
tham gia ph n ng ñi n c c là 1,0 atm. N u là ch t r n thì ph i d ng tinh th
nguyên ch t dư i áp su t 1,0 atm. N u là ch t l ng thì ph i là nguyên ch t dư i
áp su t 1,0 atm.

63

6. Th ñi n c c chu n
ð có th so sánh ñư c th ñi n c c c a các lo i ñi n c c khác nhau, ngoài
vi c quy ñ nh ñi u ki n chu n c a các lo i ñi n c c, còn ph i quy ư c chi u c a
ph n ng ñi n c c và nhi t ñ . Ngư i ta quy ư c chi u c a các ph n ng ñi n c c
là chi u c a quá trình kh :

→

→
Ox + ne ← kh ho cvi t ngư c l i: kh ← ox + ne



thì d u c a th ñi n c c ph i ñ i (giá tr tuy t ñ i b ng nhau).
Chính d a vào d quy ư c này mà th ñi n c c cũng có tên là th kh . Tuy
nhiên, cũng có m t s tài li u ñư c vi t là th oxi hóa – kh .
Vì th ñi n c c ph thu c vào nhi t ñ nên s so sánh th ñi n c c c a các
ñi n c c khác nhau ph i cùng nhi t ñ .
7. Xác ñ nh th ñi n c c chu n
ð xác ñ nh th ñi n c c
chu n c a m t ñi n c c nào
ñó, ngư i ta thi t l p m t pin
g m ñi n c c chu n c n xác
ñ nh th và ñi n c c chu n
hiñro, r i ño hi u s ñi n th
l n nh t gi a hai ñi n
c c.Hi u s ñi n th l n nh t
ño ñư c là th ñi n c c
chu n c a ñi n c c c n xác
ñ nh, vì th c c chu n hiñro

- +

-

+

Zn

Zn 2+

H2

H2
1atm

H+
2SO 4

1M

1M

ñư c quy ư c b ng 0,00 V. Th ñi n c c chu n xác ñ nh ñư c kí hi u là E0
(ox/kh).

Th ñi n c c chu n xác ñ nh ñư c s có giá tr dương, n u ñi n c c c n ño th ñi n
c c dương (catot) c a pin so v i ñi n c c chu n hiñro. Ngư c l i n u ñi n c c c n

64

xác ñ nh th là ñi n c c âm (anot) so v i ñi n chu n hiñro, thì giá tr ño ñư c s có
d u âm. Ví d :
(-) Pt H2(1,0atm), H+.aq (1,0M)

Cu2+.aq(1,0M)

Cu (+); E0 (Cu2+/Cu) = + 0,337

Zn2+.aq (1,0M)

Zn (-); E0 (Zn2+/Zn) = - 0,736 V

V
(-) Pt H2(1,0atm), H+.aq (1,0M)

Trong th c t ngư i ta thư ng dùng m t ñi n c c so sánh khác ñi n c c lo i hai,
ch ng h n ñi n c c calomen. Th ñi n c c chu n c a ñi n c c calomen 250C là
E0 (Hg2Cl2/Hg) = + 0,268 V. ði n c c calomen dùng trong dung d ch bão hòa KCl
có E (Hg2Cl2/Hg) = + 0,24 V. Giá tr th kh chu n c a m t c p oxi hóa kh càng
l n (tr s ñ i s ) thì d ng oxi hóa (ox) có tính oxi hóa càng m nh và d ng kh (kh)
thì tính kh càng y u và ngư c l i.
III. Phương trình Nernst:

→
Xét ph n ng: a ox + ne ← b kh


Phương trình Nernst có d ng:
E(ox/kh) = E0(ox/kh) +

RT [ox]a
ln
nF [kh]b

R: là h ng s khí lí tư ng, R = 8,314 J.K-1.mol-1.
F: là h ng s Faraday, F = 96,5 .103 C.mol-1.
T : Nhi t ñ tuy t ñ i, T = t + 273 (K).
n:là s electron trao ñ i gi a hai d ng ox và kh.
a và b là các h s t lư ng ñ ng trư c các d ng ox và kh.
250C, phương trình Nernst có d ng:
E(ox/kh) = E0 (ox/kh) + log

[ox]a
[kh]b

S c ñi n ñ ng c a c a ph n ng oxi hoá - kh bi u di n qua n ng ñ :
Kh1 + Ox2 ⇌ Ox1 + Kh2
65

E = Eo +

RT [Ox2 ][Kh1 ]
ln
nF [Ox1 ][Kh2 ]

T ng quát cho m t ph n ng bi u di n qua n ng ñ dư i d ng:
aA + bB

Ta có th vi t:

⇌

cC + dD

E = Eo +

RT [A]a [B]b
ln
nF [C]c[D]d

Trong phương trình này mu n có s chính xác thì n ng ñ ph i ñư c thay b ng
ho t ñ .
Khi chuy n v d ng logarit th p phân ta ñư c:
E = Eo +

0,59
[A]a [B]b
log
n
[C]c[D]d


→
Ví d : Cu2+ + 2e ← Cu


E (Cu2+/Cu) = E 0 (Cu2+/Cu) + 0, 059 lo g [Cu 2 + ]
2

Cu

th r n, ñư c coi là h ng s :


→
2H+ + 2e ← H2 (k)


E(H+/H2) = E0 (H+/H2) +

0, 059
[H + ]2
log
2
pH 2

ð i v i ch t khí, dùng áp su t (atm) thay cho n ng ñ mol/L-1.

→
MnO − + 5e + 8H+ ← Mn2+ + 4H2O (l)

4

E(MnO −/Mn2+) = E0 (MnO −/Mn2+) +
4
4

0, 059
[MnO4− ][H + ]8
log
5
[Mn 2+ ]

IV. S c ñi n ñ ng c a pin
S c ñi n ñ ng c a pin là hi u ñi n th gi a hai ñ u c a pin:
E pin = E( + ) − E( − )

E+ : th kh c a ñi n c c dương (V).

66

E- : th kh c a ñi n c c âm (V).
N u pin ñư c c u t o b i hai ñi n c c chu n thì:
E 0pin = E+0 − E−0
V. Chi u ph n ng oxi hóa kh trong dung d ch:
Theo nhi t ñ ng h c quan h gi a ∆G va ∆E s là:
∆G = −nF ∆E

Trong ñó: n là s electron trao ñ i gi a ch t oxi hóa và ch t kh trong ph n ng;
F = 96,5.103 C.mol-1.
∆E = E (ox1/kh1) – E (ox2/kh2) . Trong ñó E (ox1/kh1) và E (ox2/kh2)

là th kh c a các c p oxi hóa kh theo phương trình:

→
ox1 + kh2 ← ox2 + kh1


Khi: ∆G < 0, ph n ng x y ra theo chi u thu n;
∆G > 0. Ph n ng x y ra theo chi u ngh ch;
∆G = 0 , ph n ng

tr ng thái cân b ng.

Khi ph n ng ñi u ki n chu n (n ng ñ các c u t trong dung d ch tham
gia ph n ng, k c s n ph m b ng 1,0 mol/L; n u là ch t khí thì áp su t riêng
ph n là 1,0 atm; thì chi u ph n ng ñư c xác ñ nh b ng bi u th c sau:
0
0
∆G 0 = − nF ∆E 0 = − nF ( Eox1/ kh1 − Eox 2/ kh 2 )

VI. Quan h gi a s c ñi n ñ ng c a pin và h ng s cân b ng K c a ph n ng
oxi hoá - kh x y ra trong pin
Ph n ng oxi hoá - kh x y ra trong pin Ganvani làm xu t hi n m t dòng
ñi n. Trong quá trình phóng ñi n, n ng ñ c a các ch t ph n ng gi m và n ng ñ
c a các s n ph m tăng. Khi ph n ng ñ t t i tr ng thái cân b ng thì s c ñi n ñ ng
c a pin b ng không. Theo phương trình Nernst: Xét ph n ng t ng quát:
aA + bB

⇌

cC + dD

67

K=

H ng s cân b ng là:
Phương trình Nernst có d ng:
ho c vi t:

[C]c[D]d
[A]a [B]b

E = Eo +

0,59
[A]a [B]b
log
n
[C]c[D]d

E = Eo −

E = Eo −

0,059
[C]c[D]d
log
n
[A]a [B]b

thay giá tr K ta có:

0,059
log K
n

tr ng thái cân b ng E = 0 (K là h ng s cân b ng) ta s có:
Eo −

hay
o

0,059
log K = 0
n

log K =

nEo
0,059

H th c này cho phép ta xác ñ nh h ng s cân b ng K c a ph n ng t giá tr

E.

CH¦¥NG II: BµI TËP
A. BÀI T P mÉu
Bài 1:
1. Cho c¸c thÕ ®iÖn cùc cña c¸c cÆp oxi hãa – khö sau:
NO3-/ NO2- cã E01= 0,94 V
NO3-/N2 cã E03 = 1,22 V

NO2-/NO cã E02 = 1,00 V
N2/NH4+ cã E04 = 0,27 V

TÝnh thÕ tiªu chuÈn E0 t¹i pH = 0 cña mçi cÆp oxi hãa khö sau:
NO3-/NO v NO3-/NH4+
2. Cho pin sau cã E0 = 0,11V:
(-)Ag

ddAg2SO4 b o hßa

AgNO3 2M

68

Ag (+)

a. ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra trªn mçi ®iÖn cùc v trong pin
b. TÝnh ®é tan cña Ag2SO4 trong n−íc nguyªn chÊt ë 250C
biÕt cÆp Ag+/Ag cã E0= 0,8 V.
Bài 2: Ph¶n øng gi÷a AgNO3 víi KCl trong dung dÞch t¹o th nh kÕt tña AgCl v
gi¶i phãng n¨ng l−îng. Ta cã thÓ t¹o ra mét tÕ b o ®iÖn ho¸ (pin) sinh c«ng ®iÖn
nhê ph¶n øng ®ã.
a) ViÕt c«ng thøc cña tÕ b o ®iÖn ho¸ theo quy t¾c IUPAC v c¸c nöa ph¶n øng
®iÖn cùc t¹i anot v catot.
0
b) TÝnh ∆G298 cña ph¶n øng kÕt tña AgCl v E 0 cña tÕ b o ®iÖn ho¸.
298

Cho: TAgCl ë 250C b»ng 1,6. 10 –10 .
Bài 3: Dung dÞch A gåm AgNO3 0,050 M v Pb(NO3)2 0,100 M.
1. TÝnh pH cña dung dÞch A.
2. Thªm 10,00 ml KI 0,250 M v HNO3 0,200 M v o 10,00 ml dung dÞch A.
Sau ph¶n øng ng−êi ta nhóng mét ®iÖn cùc Ag v o dung dÞch B võa thu ®−îc v
ghÐp th nh pin (cã cÇu muèi tiÕp xóc hai dung dÞch) víi mét ®iÖn cùc cã Ag nhóng
v o dung dÞch X gåm AgNO3 0,010 M v KSCN 0,040 M.
a) ViÕt s¬ ®å pin .
b) TÝnh søc ®iÖn ®éng Epin t¹i 250C .
c) ViÕt ph−¬ng tr×nh ph¶n øng x¶y ra khi pin ho¹t ®éng.
d) TÝnh h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng .
Cho biÕt : Ag+ + H2O

AgOH + H+

(1) ; K1= 10 –11,70

Pb2+ + H2O

PbOH+ + H+

(2) ; K2= 10 –7,80

ChØ sè tÝch sè tan pKs : AgI l 16,0 ; PbI2 l 7,86 ; AgSCN l 12,0 .
0
EAg+

/Ag

= 0 ,799 V

RT
ln = 0,0592 lg
F

;

3. Epin sÏ thay ®æi ra sao nÕu: a) thªm mét l−îng nhá NaOH v o dung dÞch B
; b) thªm mét l−îng nhá Fe(NO3)3 v o dung dÞch X?
69

Bài 4:
BiÕt thÕ oxi ho¸-khö tiªu chuÈn:
Eo Cu2+/Cu+ = +0,16 V

Eo Fe3+/Fe2+ = +0,77 V

Eo Cu+/Cu = +0,52 V

Eo Fe2+/Fe = -0,44 V

H y cho biÕt hiÖn t−îng g× x¶y ra trong c¸c tr−êng hîp sau:
a) Cho bét s¾t v o dung dÞch Fe2(SO4)3 0,5M.
b) Cho bét ®ång v o dung dÞch CuSO4 1M.
0
Bài 5: Xét kh năng ph n ng c a Cl-, Br- v i KMnO4.Bi t E Br / 2 Br = 1,085V ;
−

2

0
E Cl

a.

2

/ 2 Cl −

0
= 1,359V ; E MnO − / Mn 2 + = 1,51V .
4

pH=0

b. Trong dung d ch axit axetic 1,00 M. Bi t CH3COOH có Ka=10-4,76.
Bài 6: §Ó nghiªn cøu c©n b»ng sau ë 25oC
Cu(r) + 2Fe3+ (dd)

Cu2+ (dd) + Fe2+ (dd)

Ng−êi ta cho Cu v o mét dung dÞch gåm CuSO4 0,5M ; FeSO4 0,025M ; Fe2(SO4)3
0,125M
a. Cho biÕt chiÒu cña ph¶n øng.
b. TÝnh h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng
c. TØ lÖ

[ Fe 3+ ]
[ Fe 2 + ]

o
BiÕt: E Cu

2+

cã gi¸ trÞ nh− thÕ n o ®Ó ph¶n øng ®æi chiÒu

/ Cu

= 0,34V

B i 7: ThÕ cña b¸n ph¶n øng

;

o
E Fe 3 + / Fe 2 + = 0,77V

Fe2+ ⇌

Fe3+ + e

( E0 = − 0,771 V ë 298K)

Khi pH cña m«i tr−êng thay ®æi th× trÞ sè trªn thay ®æi thÕ n o? (X¸c ®Þnh cô thÓ
trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é b»ng 250C, nång ®é c¸c chÊt ë pH = 0 ®Òu b»ng ®¬n vÞ).
Cho biÕt: Tt (Fe(OH)3)= 3,8. 10-38 v Tt (Fe(OH)2)= 4,8. 10-15
B i 8: Cho gi n ñ th kh chu n c a Mn trong môi trư ng axit:

70

MnO4

+0,56V

MnO 24

?

MnO2

?

+1,7V

Mn3+

+1,51V

Mn2+

+1,23V

Tính th kh chu n c a các c p MnO 2− /MnO2 và MnO2/Mn3+
4
B i 9: Tính tích s tan c a AgCl 250C bi t: E 0
Ag

+

/ Ag

= 0,8V và E 0 / Ag = 0, 22V .
AgCl

Bài 10: ð nghiên c u cân b ng sau 25oC: Cu + 2Fe3+ ⇌ Cu 2+ + 2Fe 2+ , ngư i ta
tr n ba dung d ch sau v i th tích b ng nhau: Cu(NO3)2 0,3M và Fe(NO3)2 0,06M,
Fe(NO3)3 0,03M. Xác ñ nh chi u và su t ñi n ñ ng c a ph n ng trên. Bi t r ng,
o
E o / Cu = 0,34V; E o / Fe = 0,77V và 25 C bi u th c xác ñ nh th ñi n c c:
Cu
Fe
2+

3+

2+

OXH + ne ⇌ KH

o
E OXH/KH = E OXH/KH +

0,059 [OXH]
lg
n
[KH]

Bài 11:
Cho cân b ng sau:
Cu + Cu2+ + 2Cl0
Bi t E Cu

2+

/ Cu


→
← 2CuCl


0
= 0,15V; E Cu

+

/ Cu

= 0,52 V; Ks(CuCl) = 10-7; n ng ñ ban ñ u c a Cu2+

b ng 0,1 M; Cl- b ng 0,2M; c Cu và CuCl ñ u có th dư.
a. Ph n ng trên x y ra theo chi u nào?
b. Tính h ng s cân b ng c a ph n ng x y ra và n ng ñ mol/l các ion Cu2+ ;
Cl- khi cân b ng.
Bài 12: Ngư i ta l p m t pin g m hai n a pin sau: Zn/Zn(NO3)2 0,1M và
Ag/AgNO3 0,1M có th
Eo

Ag+ / Ag

kh

chu n tương

ng là E o 2 + / Zn = −0,76V và
Zn

= +0,80V .

(a) Thi t l p sơ ñ pin.
(b) Vi t phương trình ph n ng khi pin làm vi c.
(c) Tính su t ñi n ñ ng c a pin.
(d) Tính n ng ñ các ion trong dung d ch khi pin ng ng ho t ñ ng.

71

ðáp án:
Bài 1:
NO3- + 2H+ + 2e

NO2- + H2O

∆G01= -2FE10

NO2- + 2H+ + 1e

NO + H2O

∆G02= -FE20

NO3- + 4H+ + 3e

*Ta cã

NO+ H2O

∆G05= -FE50

Suy ra: ∆G50 = ∆G01+∆G02 do ®ã

2E10 + E20
E50 =

2. 0,94 + 1
=

= 0,96 V

3

3
NO3- + 6H+ + 5e

* Ta cã

1/2 N2+3 H2O

1/2N2 + 4H+ + 3e

NH4+

NO3- + 10H+ + 8e

NH4++ 3H2O

Suy ra ∆G60 = ∆G03+ ∆G04 do ®ã
E

0
6

5E30 + 3E40
=

5.1,22 + 3.0,27

5.1,22+ 3.0,27
=

8

= 0,86375V
8

- Ph¶n øng trªn anèt(cùc -) : Ag -1e

Ag+

72

∆G03= -5FE30
∆G04= -3FE40

∆G06= -FE60

- Ph¶n øng trªn catèt(cùc +) : Ag+ +1e

Ag

-Ph¶n øng trong pin: Ag(cùc ©m) + Ag+( cùc d−¬ng)

Ag+ + Ag

Ta cã:
E0(-) = E0 + 0,059 lg[ Ag+](-)
E0(+) = E0 + 0,059 lg[ Ag+](+) = E0 + 0,059 lg2

M E0pin = E0(+) - E0(-) = 0,059lg 2/[ Ag+](-) = 0,11V
Suy ra [ Ag+](-) = 0,02732 M
MÆt kh¸c gäi s l ®é tan cña Ag2SO4 trong ®iÒu kiÖn ® cho

→
Ag2SO4 ← 2Ag+ + SO42

Do ®ã

2s = 0,02732

nªn s = 1,366. 10-2

VËy ®é tan cña Ag2SO4 l 1,366. 10-2.

Ag – e + Cl – → AgCl

Bài 2: a) Nöa ph¶n øng oxi ho¸ ë anot:

Ag+ + e

Nöa ph¶n øng khö ë catot:

→ Ag .

Ag+ + Cl – → AgCl (r)
C«ng thøc cña tÕ b o ®iÖn ho¸:
(Anot) Ag  dd KCl  dd AgNO3  Ag
0
b) TÝnh ∆G298 v E 0 :
298

XÐt ph¶n øng Ag + Cl – → AgCl (r)
Kc =

1
TAgCl

=

1
= 6,25.109
−10
1, 6.10

73

(Catot)

0
∆G298 = – RTlnKc = – 8,314 × 298 × ln (6,25.109) = – 55884 J/mol = – 55,884

kJ/mol
0
E 298 =

55884
∆G 0
=+
= + 0,5792 (V) ≈ + 0,58 V
1 × 96487
nF

Bài 3:
1. Ag+ + H2O ⇌ AgOH + H+
Pb2+ + H2O ⇌ PbOH+ + H+

K1 = 10-11,7

;

K2 = 10-7,8

;

(1)
(2)

Do K2 >> K1 nªn c©n b»ng 2 quyÕt ®Þnh pH cña dung dÞch
Pb2+ + H2O ⇌ PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8 (2)
C

0,10

[]

0,10 − x

x2
= 10 − 7 ,8
0,1 − x

x

x

x = 10-4,4 = [H+]

;

pH = 4,40

2.a) Dung dÞch B: Thªm KI : CAg+ = 0,025 M; CPb2+ = 0,050
CI- = 0,125M ; CH+ = 0,10M
Ag+

I−

+

0,025

0,125

-

AgI ↓

0,10

Pb2+

2 I−

+

0,05

0,10

-

-

Trong dung dÞch cã ®ång thêi hai kÕt tña AgI ↓ v PbI2 ↓

74

PbI2 ↓

I−

;

Ks1 = 1.10-16

PbI2 ↓ ⇌ Pb2+ + 2 I−

;

Ks2 = 1.10-7,86 (4)

AgI ↓ ⇌ Ag+ +

(3)

Ks1 << Ks2, vËy trong dung dÞch c©n b»ng (4) l chñ yÕu. Sù t¹o
phøc hi®roxo cña Pb2+ l kh«ng ®¸ng kÓ v× cã H+ d−:

Pb2+ + H2O ⇌ PbOH + H+ ; K2 = 10-7,8

[PbOH ] = 10
[Pb ] 10
+

−7 , 8

2+

−1

[

] [

= 10 − 6,8 → PbOH + << Pb 2 +

PbI2↓ ⇌ Pb2+ + 2 I−

Trong dung dÞch

x
(2x)2x = 10-7,86
+

−16

s1
−

−3

Ks2 = 1.10-7,86

2x
2x = [I−] = 2,302 . 10-3M

x = 1,51.10-3M

.10
[Ag ] = K ] = 3102.10
[I
,

]

= 3,31.10 −14 M .

Ag+ + e ⇌ Ag

E cña cùc Ag trong dung dÞch A:

[

]

+ 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,31.10 −14

E1 = E 0 +
Ag
Ag

E 1 = 0,001V

Ag+

Dung dÞch X:

0,010
-

+

SCN− ⇌ AgSCN↓

;

1012,0

0,040
0,030

AgSCN↓ ⇌ Ag+

0,010
+

SCN−

;

0,030
x

(0,030 + x)

75

10-12,0

x0,030 + x) = 10-12

[Ag ] = x = 310
x10

−12

+

−2

= 3,33.10 −11

[

]

E 2 = 0,799 + 0,0592 lg Ag + = 0,799 + 0,0592 lg 3,33.10 −11
E 2 = 0,179V

V× E2 > E1 , ta cã pin gåm cùc Ag trong X l cùc + , cùc Ag trong B l cùc –
S¬ ®å pin:
AgI↓

b)

AgSCN↓

PbI2↓

Ag

SCN− 0,03 M

Ag

Epin = 0,179 – 0,001 = 0,178V

c) Ph−¬ng tr×nh ph¶n øng: Ag + I– ⇌ AgI↓ + e
AgSCN + e ⇌ Ag↓ + SCN–
AgSCN + I– ⇌ Ag↓ + SCN–
KsAgSCN

d)

K=

Ks

10–12

=

10–16

= 104

3. a) Khi thªm l−îng nhá NaOH v o dung dÞch B , cã thÓ x¶y ra 3 tr−êng hîp:

- L−îng NaOH qu¸ Ýt kh«ng ®ñ ®Ó trung ho HNO3: Sù t¹o phøc hi®roxo cña
Pb2+ vÉn kh«ng ®¸ng kÓ, do ®ã Epin kh«ng thay ®æi.
- L−îng NaOH ®ñ ®Ó trung ho HNO3: Cã sù t¹o phøc hi®roxo cña Pb2+ do ®ã
[Pb2+] gi¶m, Nång ®é I - sÏ t¨ng lªn, do ®ã nång ®é Ag+ gi¶m xuèng, E1 gi¶m ;

76

vËy Epin t¨ng.
- L−îng NaOH ®ñ d− ®Ó trung ho hÕt HNO3 v ho tan PbI2 t¹o th nh PbO2–,
do ®ã [Pb2+] gi¶m v Epin t¨ng.
PbI2 + 4 OH–

PbO2– + 2 H2O + 2 I–

b) Thªm Ýt Fe3+ v o dung dÞch X:
Fe3+ + SCN–

FeSCN2+

Nång ®é ion SCN– gi¶m, do ®ã nång ®é ion Ag+ t¨ng, E2 t¨ng Epin t¨ng

Bài 4: 1. a) Eo Fe3+/Fe2+ = +0,77 V

>

Eo Fe2+/Fe = -0,44 V nªn:

TÝnh oxi ho¸: Fe3+ m¹nh h¬n Fe2+
TÝnh khö:

Fe m¹nh h¬n Fe2+

Do ®ã ph¶n øng tù ph¸t x¶y ra gi÷a 2 cÆp l : 2 Fe3+ + Fe → 3 Fe2+
Nh− vËy Fe tan trong dung dÞch Fe(SO4)3 t¹o th nh muèi FeSO4, l m nh¹t m u
v ng
( hoÆc ®á n©u) cña ion Fe3+ v cuèi cïng l m mÊt m u (hoÆc t¹o m u xanh nh¹t)
dung dÞch.
b)

Eo Cu+/Cu = + 0,52 V >

Eo Cu2+/Cu+ = + 0,16 V nªn:

TÝnh oxi ho¸: Cu+ m¹nh h¬n Cu2+
TÝnh khö:

Cu+ m¹nh h¬n Cu

Do ®ã ph¶n øng tù ph¸t x¶y ra gi÷a 2 cÆp l : Cu+ + Cu+ →

Cu2+ + Cu

Ph¶n øng nghÞch(Cu2+ ph¶n øng víi Cu t¹o th nh ion Cu+) kh«ng x¶y ra. Do ®ã khi
bá bét ®ång v o dung dÞch CuSO4 kh«ng x¶y ra ph¶n øng v quan s¸t kh«ng thÊy
hiÖn t−îng g×.
Bài 5:
Các c p oxi hoá- kh :
77

2Br-

Br2 + 2e

0
E Br

2

0
E Cl

2Cl-

Cl2 + 2e

MnO4- + 8H+ + 5e

/ 2 Br −

2

/ 2 Cl −

0
Mn2+ + 4H2O E MnO

−
4

= 1,085V

(1)

= 1,359V

(2)

/ Mn 2 +

= 1,51V

(3)

T (1) và (2) ta th y th c a các c p không ph thu c vào pH( trong môi trư ng
axit), tuy v y th c a c p MnO4-/Mn2+ l i ph thu c pH:
E = E0 +

[
[

[ ]

E = E 0 − 0,095 pH + 0,0118 lg

→
a)

][ ]
]

MnO4−
8
0,0592
0,0592
. lg
. H + → E = E0 +
. lg H +
2+
5
5
Mn

8

+

[
[

]
]

−
MnO 4
0,0592
. lg
5
Mn 2 +

[MnO ]
[Mn ]
−
4
2+

(4)

pH = 0
0
ñi u ki n tiêu chu n E = E 0 = 1,51V > ECl

2

/ 2 Cl −

0
> E Br

2

/ 2 Br −

. Vì v y trư c h t MnO4-

oxi hoá Br- thành Br2 và sau ñó Cl- thành Cl2.
b) Trong dung d ch CH3COOH 1,00M
H+ + CH3COO-

CH3COOH
C

1,00

[]

1,00-x

Ka = 10-4,76

x

x

[H+] = x = K a = 10-2,38 → pH = 2,38
E = E0- 0,095pH = 1,51- 0,095.2,38 = 1,28V

T (4) rút ra:

0
0
B i vì E Br / 2 Br < E < ECl
−

2

2

/ 2 Cl −

, nên trong dung d ch CH3COOH 1M, MnO4- ch oxi

hoá ñư c Br- thành Br2 mà không oxi hoá ñư c Cl- thành Cl2.
78

Bài 6:
a. Ta cã [Cu2+] = 0,5M
[Fe2+] = 0,025M
[Fe3+] = 2.0,125 = 0,25M

E Fe 3 + / Fe 2 + = 0,77 + 0,059 lg
E Cu 2 + / Cu = 0,34 +

0 , 059
2

0 , 25
0 , 025

= 0,826 (V )

lg 0,5 = 0,331 (V )

⇒ E pu = 0,826 − 0,331 = 0, 495 (V ) > 0
=> Ph¶n øng x¶y ra theo chiÒu thuËn
b. Ta cã
lg K =

nE o
pu
0 , 059

=

2 ( 0 , 77 − 0 , 34 )
0 , 059

= 14,576

⇒ K = 3,77.1014

B i 7:
Ph−¬ng tr×nh cña thÕ oxiho¸ cña qu¸ tr×nh Fe2+ ⇌ Fe3+ + e
cã d¹ng E = E0 − 0,059lg

[Fe ]
[Fe ]
3+

2+

(1)

Theo ®Çu b i Fe(OH)3 sÏ b¾t ®Çu kÕt tña khi:
pH =

1
1
lg TFe ( OH )3 − lg K H 2O = lg 3,8.10-38 − lg10-14 = 1,52
3
3

v Fe(OH)2 b¾t ®Çu kÕt tña khi:
pH =

1
1
lg TFe ( OH ) 2 − lg K H 2O = lg 4,8.10-15 − lg 10-14 = 6,34
2
2

Nh− thÕ trong kho¶ng pH tõ 0→ 1,52 thÕ cña ph¶n øng kh«ng phô thuéc v o pH.
Trong kho¶ng pH tõ 1,52 → 6,34 nång ®é cña Fe3+sÏ phô thuéc v o pH cña m«i
tr−êng.

79

BiÓu thÞ [Fe3+] qua TFe ( OH ) v [OH-] qua K H O råi thay v o pt(1) ta ®−îc:
3

2

E = − 0,771 − 0,059lg

3,8.10 −38

[OH ]

− 3

+ 0,059lg [Fe3+]

= − 0,771 − 0,059lg3,8.10-38 +3.lg[OH-] ( [Fe3+] =1th× lg[Fe3+] =0 )
= − 0,771 − 0,059lg3,8.10-38+ 3. 0,059lg10-14 − 3. 0,059lg[H+]
Víi pH = − lg [H+] ta cã

E = −1,049 + 0,177pH

Tõ pH = 6,34 trë ®i c¶ Fe(OH)2 còng kÕt tña cïng víi Fe(OH)3 nªn ph−¬ng tr×nh
(1) cã d¹ng:
E = E − 0,059lg
0

[ ]
.[OH ]

TFe( OH )3 . OH −
TFe( OH ) 2

2

− 3

= − 0,771− 0,059lg 7,91.10-23 + 0,059lg10-14 − 0,059lg[H+]
⇒ E = − 0,293 + 0,059pH
B i 8:
* ð i v i c p MnO 2− /MnO2 ta có:
4
MnO − + e  MnO 2−
→
4
4

0
(1) E 1 = 0,56 V

MnO − + 4H+ + 3e  MnO2 + 2H2O (2) E 0 = 1,7 V
→
4
2
L y (2) – (1) ta có: MnO 2− + 4H+ + 2e  MnO2 + 2H2O
→
4
Là n a ph n ng c a c p MnO 2− /MnO2 c n xác ñ nh E0.
4
0
0
0
Ta có: ∆G 3 = ∆G 0 − ∆G10 ⇔ −2FE 3 = −3FE 0 − (− FE1 )
2
2

0
Do ñó: E3 =

0
3E 0 − E1 3.1, 7 − 1.0,56
2
=
= 2, 27(V)
2
2

* ð i v i c p MnO2/Mn3+ ta có:

80

Mn3+ + 1e  Mn2+
→

(4)

E 0 = 1,51 V
4

MnO2 + 4H+ + 2e  Mn2+ + 2H2O
→

(5)

0
E 5 = 1,23 V

L y (5) – (4) ta có: MnO2 + 4H+ + e  Mn3+ + 2H2O (6) Ta có:
→
0
0
∆G 0 = ∆G 5 − ∆G 0 ⇔ -F. E 0 = - 2.F. E 5 - (-F. E 0 )
6
4
6
4
0
Do ñó: E 0 = −2.E5 + E 0 = −2.1, 23 + 1, 51 = 0,95 V
6
4

B i 9:

→
AgCl ← Ag+ + Cl

TAgCl

Ag  Ag+ + 1e
→

- E0
Ag

AgCl + e  Ag + Cl→

E 0 / Ag = 0, 22V
AgCl

+

/ Ag

= -0,8V


→
T h p các bán ph n ng ta có: AgCl ← Ag+ + Cl- E0 = - 0,8 + 0,22 = -0,58 V.


Ta có:

∆G 0 = −nFE 0
pin
∆G 0 = −RT ln K

⇒ K =1,47.10

0

⇒ RTlnK=nF.E

pin ⇒

lgK= nE0pin /0,059= 1. (-0,58)/0,059

-10

.

Bài 10:
Khi tr n ba dung d ch trên v i nhau, n ng ñ c a các ion ban ñ u khi m i tr n là:
0,3
0,06
= 0,1M; [Fe 2+ ]=
= 0,02M;
3
3
0,03
[Fe3+ ]=
= 0, 01M.
3
0, 059
0,059
E Cu 2+ / Cu = E o 2 + / Cu +
lg[Cu 2+ ]= 0,34+
lg 0,1
Cu
2
2
0,059 [Fe3+ ]
0,01
E Fe3+ / Fe2 + = E o 3+ / Fe2 + +
lg 2+ = 0,77+0,059.lg
Fe
1
[Fe ]
0,02

[Cu 2+ ]=

Tính E Cu
⇒ E Cu

2+

2+

/ Cu

/ Cu

Tính E Fe

3+

:

= 0,3105V

/ Fe2 +

:

81

⇒ E Fe

3+

⇒ E Cu

/ Fe2 +

2+

/ Cu

= 0,75224V

< E Fe

3+

/ Fe2 +

⇒ Tính oxi hóa c a Fe3+ m nh hơn Cu2+ ⇒ Cân b ng ñã cho

ph n ng theo chi u thu n.
⇒ S c ñi n ñ ng c a ph n ng:
Epư = E Fe

3+

/ Fe2 +

- E Cu

2+

/ Cu

= 0,75224-0,3105 = 0,44174V.

Bài 11:
a. Cu + Cu2+ + 2Cl0,1


→
←


2CuCl ↓

0,2

* Xét c p : Cu 2+ + 1e  Cu+ có [Cu+ ] =
→
E (Cu2+/Cu+) = E0 (Cu2+/Cu+) + 0,059.lg

K s 10 −7
=
= 5.10-7
−
0,2
Cl

[Cu 2+ ]
0,1
= 0,15 + 0,059 lg
= 0,463 V
+
[Cu ]
5.10 −7

* Xét c p: Cu+ +1e  Cu
→
E(Cu+/Cu) = E0 (Cu+/Cu) + 0,059 lg [Cu + ] = 0,52 + 0,059lg5.10-7 = 0,148 V.
So sánh th y: E(Cu2+/Cu+) > E (Cu+/Cu) ⇒ ph n ng x y ra theo chi u ngh ch.
b. Ta có các cân b ng:
Cu 2+ + 1e  Cu+
→
Cu

+


→ Cu + 1e


→
2Cu+ + 2Cl- ← 2CuCl


K1 = 100,15/0,059 = 102,54
K2 = 10-0,52/0,059 = 10-8,81
(Ks-1)2 = 1014

T h p các cân b ng ta có:

→
Cu + Cu2+ + 2Cl- ← 2CuCl


K = 1014.102,54.10-8,81 = 107,73


→
Cu + Cu2+ + 2Cl- ← 2CuCl


82

0,1 – x 0,2 – 2x
Ta có:

1
1
=
(0,1 − x )(0,2 − 2 x) 4(0,1 − x ) 3
2+

-3

-

-3

⇒ [Cu ] = 0,1 – x = 1,67.10 ; [Cl ] = 2. (0,1 – x) = 3,34.10 (M)

Bài 12:
(a) Zn2+ + 2e
E1 = E Zn

2+

Zn
/ Zn

Ag+ + e
E2 = E Ag

= E 0 Zn 2 + / Zn +

0, 059
lg  Zn 2+  = - 0,76 + (0,059/2).lg0,1 = - 0,7895 V


2

Ag
+

/ Ag

= E 0 Ag+ / Ag +

0, 059
lg  Ag +  = + 0,8 + 0,059.lg0,1 = 0,741 V


1

E1 < E2 nên ñi n c c k m là c c âm và ñi n c c b c là c c dương. Sơ ñ pin
ñi n như sau: (-) Zn | Zn(NO3)2 0,1M || AgNO3 0,1M | Ag (+)

b. T i (-) có s oxi hóa Zn – 2e → Zn2+
T i (+) có s kh Ag+ : Ag+ + e → Ag
Ph n ng t ng quát khi pin làm vi c:
Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag
c.
Epin = E2 – E1 = 0,741 – (- 0,7895) = 1,5305 V

d. Khi pin ng ng ho t ñ ng thì Epin = 0
G i x là n ng ñ M c a ion Ag+ gi m ñi trong ph n ng khi h t pin. Ta có:
E Zn 2 + / Zn = E 0 Zn 2 + / Zn +

0, 059
lg  Zn 2+ 


2

83

E Ag+ / Ag = E 0 Ag+ / Ag +

Epin = E Ag

+

/ Ag

0, 059
lg  Ag + 


1

(

− E Zn 2 + / Zn = E 0 Ag+ / Ag − E 0 Zn 2 + / Zn

( 0,1 − x )
0, 059 ( 0,1 − x )
=0⇔
lg
= −1,53 ⇒
≈ 10−51,86 ≈ 0
x
x
2
0,1 +
0,1 +
2
2
2

E pin

)

2

+
0, 059  Ag 


+
lg
2
 Zn 2+ 



2

⇒ x ≈ 0,1M

x
x

 Zn 2+  = 0,1 + ≈ 0,15M ;  Ag +  =  0,1 +  .10−51,86 ≈ 4,55.10−27 M




2
2


B. Bµi tËp tù luyÖn

B i 1: N−íc oxy gi H2O2 cã thÓ bÞ khö th nh n−íc víi thÕ chuÈn l E0(H2O2/H2O
) =1,77V. XÐt dung dÞch H2O2 nång ®é 1 mol/l.
1. ViÕt nöa ph¶n øng oxy hãa khö øng víi sù khö cña n−íc oxy gi th nh n−íc.
2. ThÕ oxy hãa khö E cña cÆp H2O2/H2O phô thuéc nh− thÕ n o v o pH (trong
kho¶ng pH tõ 0 ®Õn 5)
3. VÏ ®å thÞ cña E phô thuéc v o pH.
4. BiÕt r»ng pH trong kho¶ng tõ 0 ®Õn 2, c¸c ion Fe2+ v Fe3+ tån t¹i trong dung
dÞch v E(Fe3/Fe2+) = E0(Fe3+/Fe2+) = 0,77V. Chøng tá r»ng t¹i pH = 1 th× ion
Fe2+ bÞ oxi hãa bëi H2O2.
B i 2:
1. ThÕ chuÈn cña cÆp Cu2+/Cu b»ng 0,34 V. Mét d©y Cu nhóng v o dung dÞch
CuSO4 10-2 mol/l. TÝnh thÕ ®iÖn cùc.
84

2. Hßa tan 0,1 mol NH3 v o 100 ml dung dÞch trªn (bá qua sù thay ®æi vÒ thÓ
tÝch) v chÊp nhËn r»ng chØ x¶y ra ph¶n øng :
Cu2+ + 4NH3

[Cu(NH3)4]2+

ThÕ ®iÖn cùc ®o ®−îc gi¶m ®i 0,4V. H y x¸c ®Þnh h»ng sè bªn ®ång (II)
tetramin.
Bài 3:
Dung dich A g m AgNO3 0,050 M và Pb(NO3)2 0,100 M.
1. Tính pH c a dung d ch A.
2. Thêm 10 mL KI 0,250 M và HNO3 0,200 M vào 10 mL dung d ch A. Sau
ph n ng ngư i ta nhúng m t ñi n c c Ag vào dung d ch B v a thu ñư c và
ghép thành pin (có c u mu i ti p xúc hai dung d ch) v i m t ñi n c c có Ag
nhúng vào dung d ch X g m AgNO3 0,010 M và KSCN 0,040 M.
a) Vi t sơ ñ pin.
b) Tính s c ñi n ñ ng Epin t i 25oC.
c) Vi t phương trình ph n ng x y ra khi pin ho t ñ ng.
d) Tính h ng s cân b ng c a ph n ng.
Ag+ + H2O

AgOH + H+

(1) ; K1 = 10-11,70

Pb2+ + H2O

Cho bi t:

PbOH+ + H+

(2) ; K2 = 10-7,80

Ch s tích s tan pKs: AgI là 16,0; PbI2 là 7,86; AgSCN là
12,0.
Eo(Ag+/Ag) = 0,799 V;

(RT/F) ln = 0,0592 lg

3. Epin s thay ñ i ra sao n u:
a) Thêm m t lư ng nh NaOH vào dung d ch B.
b) Thêm m t lư ng nh Fe(NO3)3 vào dung d ch X.

85

Bài 4: Cho các ñi n c c sau:
Cu | Cu2+ (0,2 M); Cu | Cu2+ (1 M); Pt | Fe2+ (0,4M), Fe3+ (0,6 M); Ag, AgCl |
Cl- (0,1 M);
Pt, H2 (p = 0,5 atm) | H+ (0,1 M); Pt, Cl2 (p = 2 atm) | Cl- (0,5 M).
1.
Tính th ñi n c c c a các ñi n c c 25oC. Bi t: Eo(Cu2+/Cu) = + 0,34 V;
Eo(Fe3+/Fe2+) = + 0,77 V, Eo(AgCl/Ag+Cl-) = + 0,224 V, Eo(Cl2/2Cl-) = + 1,36 V.
2. V i các ñi n c c ñã cho, có th l p ñư c nh ng pin nào? (Vi t sơ ñ pin theo
qui ư c c a IUPAC). Tính s c ñi n ñ ng c a pin. Vi t các ph n ng ñi n c c
và ph n ng x y ra khi pin ho t ñ ng.
Bài 5: Cho các ph n ng sau di n ra trong các pin ñi n:
1. Pb + 2 Ag+ (aq) → Pb2+ (aq) + 2 Ag
2. Cu+ (aq) + Fe3+ (aq) → Cu2+ (aq) + Fe2+ (aq)
3. Cu2+(aq) + H2 (aq) → Cu + 2 H+ (aq)
4. Ag+ (aq) + Cl- (aq) → AgCl (r)
5. 2Ag + Cl2 (k) → 2AgCl (r)
Hãy vi t sơ ñ pin ñi n và cho bi t chi u c a dòng ñi n

m ch ngoài.

Bài 6: Có 2 bình: bình 1 ñ ng 0,5 lit dung d ch h n h p Fe2+ 0,2 M và Fe3+ 0,1 M;
bình 2 ñ ng 1,0 lit dung d ch h n h p Fe2+ 0,1 M và Fe3+ 0,2 M. Nhúng 2 thanh Pt
vào 2 bình và cho c u mu i ti p xúc v i 2 dung d ch (ngư i ta ñã thi t l p m t pin
n ng ñ ).
1. Ch rõ c c tính c a 2 ñi n c c.
2. Vi t sơ ñ pin ñi n và tính s c ñi n ñ ng c a pin ñó.
N i 2 ñi n c c b ng dây d n
3. Vi t các ph n ng ñi n c c và ph n ng x y ra khi pin ho t ñ ng.
4. Tính n ng ñ ion Fe2+ và Fe3+ trong các bình khi pin ng ng ho t ñ ng và
ñi n lư ng ñã ñi qua dây d n.
Bài 7: Cho Eo(Ag+/Ag) = + 0,799 V, Ks(AgCl) = 1,8.10-10, Eo(Cu2+/Cu) = + 0,34
V.
1. Tính th c a ñi n c c Ag, AgCl / KCl (1,0 M)
2. Xác ñ nh chi u c a dòng ñi n trong pin t o thành b i ñi n b c clorua trên
và ñi n c c ñ ng tiêu chu n. Vi t phương trình c a ph n ng x y ra trong
pin và tính h ng s cân b ng c a ph n ng ñó.
86

Bài 8: Xác ñ nh tích s tan c a AgBr bi t r ng pin ñư c t o thành b i ñi n c c
hiñro tiêu chu n và ñi n c c Ag,AgBr/Br- (0,1 M) có s c ñi n ñ ng b ng 0,14 V.
Cho Eo(Ag+/Ag) = 0,8 V.
Bài 9: ð xác ñ nh h ng s ñi n ly c a CH3COOH, ngư i ta thi t l p m t pin:
(-) Pt, H2 (p = 1 atm)| CH3COOH (0,01 M)|| H+ (1,0 M) | H2 (p = 1 atm), Pt (+)
S c ñi n ñ ng c a pin b ng 0,1998 V ( 25oC).
Tính h ng s ñi n ly c a CH3COOH.
Bài 10: Ngư i ta dùng dòng ñi n 15 A ñ k t t a Ni trong b m ch a NiSO4. Ni
và H2 cùng ñư c t o thành c c âm. Bi t r ng 60% ñi n lư ng ñư c dùng ñ gi i
phóng Ni.
1. Có bao nhiêu gam Ni s k t t a trên ñi n c c trong m t gi ?
2. ð dày c a l p m là bao nhiêu cm n u c c âm là m t lá kim lo i hình
vuông c nh 4 cm và s k t t a x y ra trên hai m t c a lá kim lo i. Bi t kh i
lư ng riêng c a Ni là 8,9 g/cm3.
Bài 11: Cho các ñi n c c sau:
Cu | Cu2+ (0,2 M); Cu | Cu2+ (1 M); Pt | Fe2+ (0,4M), Fe3+ (0,6 M); Ag, AgCl | Cl(0,1 M); Pt, H2 (p = 0,5 atm) | H+ (0,1 M); Pt, Cl2 (p = 2 atm) | Cl- (0,5 M).
3. Tính th ñi n c c c a các ñi n c c 25oC.
Bi t Eo(Cu2+/Cu) = + 0,34 V Eo(AgCl/Ag, Cl-) = + 0,224 V, các giá tr Eo
khác tra trong b ng).
4. V i các ñi n c c ñã cho, có th l p ñư c nh ng pin nào? (Vi t sơ ñ pin
theo qui ư c c a IUPAC). Tính s c ñi n ñ ng c a pin. Vi t các ph n ng
ñi n c c và ph n ng x y ra khi pin ho t ñ ng.
Bài 12: Có 2 bình: bình 1 ñ ng 0,5 lit dung d ch h n h p Fe2+ 0,2 M và Fe3+ 0,1
M; bình 2 ñ ng 1,0 lit dung d ch h n h p Fe2+ 0,1 M và Fe3+ 0,2 M. Nhúng 2 thanh
Pt vào 2 bình và cho c u mu i ti p xúc v i 2 dung d ch (ngư i ta ñã thi t l p m t
pin n ng ñ ).
5. Ch rõ c c tính c a 2 ñi n c c.
6. Vi t sơ ñ pin ñi n và tính s c ñi n ñ ng c a pin ñó.
N i 2 ñi n c c b ng dây d n

87

7. Vi t các ph n ng ñi n c c và ph n ng x y ra khi pin ho t ñ ng.
8. Tính n ng ñ ion Fe2+ và Fe3+ trong các bình khi pin ng ng ho t ñ ng và
ñi n lư ng ñã ñi qua dây d n.
Bài 13: Cho các ph n ng sau di n ra trong các pin ñi n:
6. Zn + Br2 (aq) → Zn2+ (aq) + 2 Br- (aq)
7. Pb + 2 Ag+ (aq) → Pb2+ (aq) + 2 Ag
8. Cu+ (aq) + Fe3+ (aq) → Cu2+ (aq) + Fe2+ (aq)
9. Cu2+(aq) + H2 (aq) → Cu + 2 H+ (aq)
10. Ag+ (aq) + Cl- (aq) → AgCl (r)
11. Ag + Cl2 (k) → AgCl (r)
Hãy vi t sơ ñ pin ñi n và cho bi t chi u c a dòng ñi n

m ch ngoài.

Bài 14:
1. Zn và Cu có ph n ng v i dung d ch HCl 1,0 M 25oC hay không?
2. Tai sao Fe ph n ng v i dung d ch HCl ch cho ra s n ph m là FeCl2 mà
không ph i là FeCl3.
Bài 15: D ñoán chi u c a các ph n ng oxi hoá - kh sau:
Fe2+ + Cu
1. Fe + Cu2+
2. 2Fe2+ + Cu2+
2Fe3+ + Cu
3. Fe2+ + Ag+
Fe3+ + Ag
4. 2 MnO4 + 10 Cl- + 16 H+ 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O
5. 2 Fe3+ + 2 Cl2 Fe2+ + Cl2
6. 2 Fe3+ + 2 I2 Fe2+ + I2
Bài 16:
1. Xác ñ nh chi u c a ph n ng:
2 Hg + 2 Ag+ 2 Ag + Hg22+

các ñi u ki n sau:

a) [Ag+] = 10-4 M; [Hg22+] = 0,1 M
b) [Ag+] = 0,1 M; [Hg22+] = 10-4 M
2. ð ñi u ch Cl2 trong phòng thí nghi m, ngư i ta cho dung d ch HCl ñ c
tác d ng v i K2Cr2O7 mà không dùng dung d ch HCl loãng. Gi i thích t i
sao?
Bi t: Eo(Cl2/2Cl-) = Eo(Cr2O72-/Cr3+) = 1,36 V
Bài 17: ðánh giá kh năng ph n ng gi a Fe3+ và I- dư trong:

88

1. Dung d ch có pH = 0
2. Dung d ch có NaF dư.
Bi t: Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V; Eo(I3-/3I-) = 0,55 V; pβ(FeF3) = -12.
Bài 18: ðánh giá kh năng hoà tan c a Ag trong KCN dư khi có O2 không khí.
Bi t:
Eo(Ag+/Ag) = 0,80 V; Eo(O2/H2O) = 1,23 V
Ag+ + 2 CN-

Ag(CN)2-

β = 1021.

Bài 19: S c H2S vào dung d ch FeCl3 0,10 M ñ n bão hoà, có hi n tư ng gì x y
ra? Bi t:
pKs(FeS) = 17; Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V; Eo(S/H2S) = 0,14 V; n ng ñ H2S
bão hoà là 0,1 M và H2S có pK1 = 7,0; pK2 = 12,9.
Bài 16: Kh năng kh c a Fe2+ trong môi trư ng axit hay trong môi trư ng ki m
m nh hơn, vì sao? Bi t:
Eo(Fe2+/Fe) = - 0,44 V; Eo(Fe3+/Fe) = - 0,04 V;
Ks(Fe(OH)2) = 1,65.10-15; Ks(Fe(OH)3) = 3,8.10-38
Bài 20:
1. Ion Cu2+ có oxi hoá ñư c ion I-?
2. B ng th c nghi m, ngư i ta quan sát ñư c ph n ng:
Cu2+ + 2 ICuI ↓ + ½ I2
Tính h ng s cân b ng c a ph n ng trên
Bi t: Eo(Cu2+/Cu+) = + 0,16 V; Eo(I2/2I-) = +0,54 V và pKs(CuI) = 12.
Bài 21: M t dung d ch ban ñ u ch a [Fe2+] = [Fe3+] = 0,10 M. pH c a dung d ch
ñư c ñi u ch nh b ng 10 (dung d ch A).
1. Tính n ng ñ các ion Fe2+ và Fe3+ trong dung d ch A, t ñó suy ra th kh
c a c p Fe3+/Fe2+ trong dung d ch ñó.
2. Ngư i ta ñưa m t lư ng dư m t s t vào dung d ch A (pH v n ñư c gi b ng
10). Hi n tư ng gì x y ra. tr ng thái cân b ng, n ng ñ các ion Fe2+ và
Fe3+ là bao nhiêu và thành ph n c a k t t a?
89

Câu h i m r ng và ng d ng: Hãy th o lu n v c u t o c a các lo i pin và
acquy có trên th trư ng:
1) pin khô Le Clanché: “Con Th ”, “Con Ó”, ...
2) pin khô AA, AAA, ....
3) các lo i in khô 12 V (lo i dùng cho micro không dây, chuông c a, ...)
4) các lo i pin s c l i ñư c như pin cho máy tính, ñi n tho i, ...

90

Chuyªn ®Ò 4
CÊU T¹O NGUY£N Tö Vµ B¶NG TUÇN HOµN
Tæ Hãa häc, tr−êng THPT chuyªn Ho ng V¨n Thô, Hßa B×nh

PHÇN I: lý thuyÕt
A. B¶ng hÖ thèng tuÇn ho n c¸c nguyªn tè ho¸ häc
I. Nguyªn t¾c s¾p xÕp c¸c nguyªn tè ho¸ häc
Theo chiÒu ®iÖn tÝch h¹t nh©n (Z) t¨ng dÇn
II. CÊu tróc b¶ng HTTH
1. ¤ vu«ng: Chøa d÷ liÖu vÒ 1 nguyªn tè ho¸ häc
- KÝ hiÖu ho¸ häc
- Tªn nguyªn tè
- Khèi l−îng nguyªn tö trung b×nh hay nguyªn tö khèi
M ≈ A =∑p + ∑n = Z + N

- Sè thø tù = Z = ∑e = ∑p
- CÊu h×nh ē
- §é ©m ®iÖn
VD: 11Na : [Ne]3s1
19

K : [Ar]4s2

91

2. Chu kú: L d y çc sè nguyªn tè ®−îc xÕp theo h ng ngang v cã sè líp ē b»ng
nhau.
*Sè thø tù cña chu kú = sè líp ē
VD:
Chu kú 1:

1

H

Chu kú 2:

3

Li

Chu kú 3:

11

Chu kú 4:

19

2
4

Be

Na

12

Mg

K

20

5

B

C
Si

7

N

14

O

9

S

17

16

Chu kú 5:

10

Ne 8 ng. tè

Cl

18

Ar 8 ng. tè

Br

36

53

15

F

2 ng. tè

35

P

8

Ca

13

Al

6

He

I

54

Kr 18 ng. tè
Xe 18 ng. tè

Chu kú 6:

32 ng. tè

Chu kú 7:

§ang x/®

Chu kú 1, 2, 3: çc nguyªn tè xÕp v o 1 h ng gäi l chu kú nhá
Chu kú 4 → 7: cã nhiÒu nguyªn tè xÕp v o 2 h ng gäi l chu kú lín
Riªng chu kú 6: Cã 14 nguyªn tè gièng Lantan → ®−îc t¸ch riªng xuèng phÝa d−íi
b¶ng → hä La.
T−¬ng tù chu kú 7 → hä Actini → §−îc xÕp ra gäi l phÇn ngo i b¶ng.
3. Nhãm: L d y çc nguyªn tè ®−îc xÕp theo cét däc v cã sè electron ë líp ngo i
cïng b»ng nhau
a. Nhãm A: Gåm çc nguyªn tè m electron cuèi cïng (theo møc n¨ng l−îng) ®−îc
xÕp v o ph©n líp s hoÆc p (gäi l nguyªn tè hä s, hä p)
*Sè thø tù nhãm A b»ng sè electron líp ngo i
VD:
92

b. Nhãm B: Gåm çc nguyªn tè m electron cuèi cïng (theo møc n¨ng l−îng) ®−îc
xÕp v o ph©n líp d hoÆc f (gäi l nguyªn tè hä d, hä f)
*Sè thø tù nhãm B b»ng tæng sè electron líp ngo i v sè electron ph©n líp s¸t
ngo i cïng nh−ng ch−a b o ho .
- NÕu ® b o ho th× sè electron ph©n líp s¸t ngo i tÝnh b»ng 0
- NÕu tæng sè electron s¸t ngo i + ph©n líp s¸t ngo i = 9 hoÆc 10 th× nguyªn tè sÏ
thuéc nhãm 8
*L−u ý:
1. Trong b¶ng HTTH cã:
- Çc « vu«ng
- 7 chu kú
- 16 nhãm (8 nhãm A, 8 nhãm B)
- PhÇn ngo i b¶ng (hä La, hä Ac)
2. Çc nguyªn tè thuéc chu kú 1, 2, 3 ch¾c ch¾n thuéc ph©n nhãm chÝnh.
Çc nguyªn tè cã Z > 21 th× cã thÓ thuéc ph©n nhãm chÝnh hoÆc ph©n nhãm phô.
3. NÕu 2 nguyªn tè ë cïng 1 ph©n nhãm chÝnh v ë chu k× kÕ tiÕp nhau th× Z chªnh
lÖch 8 hoÆc 18 hoÆc 32.

B. Sù biÕn thiªn vÒ tÝnh chÊt ®¬n chÊt - Th nh phÇn v tÝnh chÊt çc hîp chÊt
I. Sù biÕn thiªn çc ®¹i l−îng
1. N¨ng l−îng ion ho¸
a. §Þnh nghÜa: N¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó t¸ch 1electron ngo i cïng ra khái nguyªn
tö cña nã ë tr¹ng th¸i khÝ(h¬i) ®−îc gäi l n¨ng l−îng ion hãa cña nguyªn tö.
93

b. BiÕn thiªn n¨ng l−îng ion ho¸
b1. Trong mét chu k× ®i tõ tr¸i sang ph¶i: n¨ng l−îng ion ho¸ t¨ng dÇn
*Gi¶i thÝch: Trong 1 chu kú khi ®i tõ tr¸i sang ph¶i th× çc nguyªn tö cã cïng sè
líp electron nh−ng Z t¨ng lªn → lùc hót gi÷a h¹t nh©n víi electron ngo i cïng t¨ng
lªn.
→ Kh¶ n¨ng t¸ch ra electron khái nguyªn tö c ng khã → n¨ng l−îng ion ho¸ t¨ng

*L−u ý: 1 sè chu kú (nh− chu kú 2 …) cã tr−êng hîp bÊt th−êng?
b2. Trong 1 ph©n nhãm chÝnh: ®i tõ trªn xuèng d−íi n¨ng l−îng ion ho¸ gi¶m dÇn
Trong 1 ph©n nhãm chÝnh: ®i tõ trªn xuèng d−íi sè líp t¨ng dÇn → kho¶ng çch tõ
h¹t nh©n ®Õn electron líp ngo i cïng t¨ng dÇn → lùc hót gi÷a h¹t nh©n v electron
líp ngo i gi¶m → n¨ng l−îng ion ho¸ gi¶m
2. B¸n kÝnh nguyªn tö (r)
a. §Þnh nghÜa: tuú tõng lo¹i hîp chÊt.
HiÓu mét çch ®¬n gi¶n: rnt ≈ kho¶ng çch tõ h¹t nh©n ®Õn ē ngo i cïng
b. BiÕn thiªn
b1. Trong 1 chu kú ®i tõ ph¶i sang tr¸i th× r gi¶m
*Gi¶i thÝch: Trong 1 chu kú ®i tõ tr¸i qua ph¶i çc nguyªn tö cã cïng sè líp e
nh−ng Z t¨ng → lùc hót gi÷a h¹t nh©n v e ngo i cïng t¨ng → kho¶ng çch nh©n v
ē líp ngo i cïng gi¶m → r gi¶m
b2. Trong ph©n nhãm chÝnh: ®i tõ trªn xuèng d−íi th× r t¨ng
*Gi¶i thÝch: v× sè líp ē t¨ng dÇn.
3. §é ©m ®iÖn: (χ) - Capa
χ

94

a. §Þnh nghÜa: §é ©m ®iÖn l ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho kh¶ n¨ng hót ē vÒ phÝa
nguyªn tö cña 1 nguyªn tè (χ t¨ng th× kh¶ n¨ng hót ē t¨ng)
b. BiÕn thiªn
b1. Trong 1 chu k× tõ tr¸i qua ph¶i: χ t¨ng
b2. Trong ph©n nhãm chÝnh: tõ trªn xuèng d−íi: χ gi¶m
4. Ái lùc electron: ¸i lùc e cña mét nguyªn tè l n¨ng l−îng qu¸ tr×nh nguyªn tö
cña nguyªn tè ®ã(ë tr¹ng th¸i khÝ)kÕt hîp thªm 1e t¹o th nh ion ©m.
II. Sù biÕn thiªn tÝnh chÊt ®¬n chÊt
a. TÝnh kim lo¹i: ®Æc tr−ng l kh¶ n¨ng nh−êng ē (tÝnh khö)
TÝnh phi kim: ®Æc tr−ng l kh¶ n¨ng nhËn ē (tÝnh oxi ho¸)
→ Khö cho O nhËn

b. Sù biÕn thiªn
a. Trong 1 chu kú: ®i tõ tr¸i sang ph¶i: tÝnh kim lo¹i gi¶m, tÝnh phi kim t¨ng
*Gi¶i thÝch:
- I ↑ → khã nh−êng, dÔ nhËn → tÝnh kim lo¹i ↓ , tÝnh phi kim
-χ

↑

→ kh¶ n¨ng hót ē ↑ → TÝnh phi kim ↑ → kim lo¹i

↑

↓

- r ↓ → lùc hót gi÷a h¹t nh©n v ē ngo i cïng ↑ → kh¶ n¨ng t¸ch ē ↓ → tÝnh phi
kim ↑
+) Trong 1 chu kú ®i tõ tr¸i sang ph¶i th× c¸c nguyªn tö cã cïng sè líp ē nh−ng
Z ↑ → lùc hót gi÷a h¹t nh©n v ē ngo i cïng ↑ → kh¶ n¨ng t¸ch ē ↓ → tÝnh kim
lo¹i ↓ → phi kim ↑ .

VD: Chu kú 3
95

[sachsangtao.com] Ky yeu trai he hung vuong mon hoa hoc

[sachsangtao.com] Ky yeu trai he hung vuong mon hoa hoc

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (13)

Similar to [sachsangtao.com] Ky yeu trai he hung vuong mon hoa hoc

Similar to [sachsangtao.com] Ky yeu trai he hung vuong mon hoa hoc (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (10)

[sachsangtao.com] Ky yeu trai he hung vuong mon hoa hoc