Thế điện cực là gì

Thế điện cực là hiện tượng hóa học dùng để chỉ sự xuất hiện của dòng điện đi từ cực dương (+) sang cực âm (-) hay còn chính là sự chênh lệch điện thế giữa 2 điện cực từ đó xuất hiện thế điện cực ở mỗi cực .

Thế điện cực là gì? Khái niệm thế điện cực

Khái niệm điện cực được định nghĩa là một hệ thống bao gồm một kim loại hoặc một vật dẫn loại 1 (kim loại, bargraphit) nằm tiếp xúc với vật dẫn loại 2 (dung dịch của chất điện phân nóng chảy hoặc chất điện phân). Ta coi điện cực kim loại M nhúng vào dung dịch chứa cationMn + của kim loại đó là: M / Mn +. Trên bề mặt điện cực xuất hiện lớp điện kép do sự chuyển của cation Mn + từ bề mặt kim loại vào dung dịch và ngược lại từ dung dịch vào bề mặt điện cực và xuất hiện trên bề mặt điện cực. Do đó, sự xuất hiện trên bề mặt ranh giới điện cực / dung dịch là tự phát và giá trị này được coi là tuyệt đối. Không thể xác định được thế điện cực tuyệt đối này, nhưng chỉ có thể đo điện thế tương đối của nó khi so sánh với điện cực được sử dụng làm điện cực so sánh.

Người ta thường sửdụng điện cực hydro tiêu chuẩn (có hoạt độ H+ = 1và áp suất H2= 1 atm) với chấp nhận22/0.00oHHVϕ +=làm điện cực so sánh. Để đo thếđiện cực của một điện cực kim loại nào đó (thếchuẩn nếu hoạt độ Mn+ = 1) thì người ta lập mạchđiện hóa gồm điện cực hidro tiêu chuẩn được đặtbên trái của hệ điện hóa và điện cực khảo sát đượcđặt bên phía phải của (Theo quy ước của IUPACtại Hội nghị Hóa học lý thuyết và ứng dụng tại Stockholm 1953

Thế điện cực chuẩn là gì?

• Điện cực Hidro chuẩn

Tấm platin (Pt) nhúng trong dung dịch axit có nồng độ ion H + là 1 M. Bề mặt bị khí hiđro hấp phụ dưới áp suất 1atm. E02H + / H2 = 0,00 V.

• Thế điện cực chuẩn kim loại:

Điện cực KL mà nồng độ của ion KL trong dung dịch là 1M được gọi là điện cực so sánh.

Điện thế chuẩn của KL cần đo được chấp nhận bằng sdd của pin tạo ra bởi điện cực so sánh hydro và điện cực so sánh của KL cần đo.

Nếu KL đóng vai trò là cực âm thì thế điện cực tiêu chuẩn của KL là cực âm. Nếu điện cực dương là KL thì thế điện cực chuẩn của KL là dương.

Pin điện hóa

Sức điện động của pin (E) là hiệu số của điện thế dương (E (+)) và điện cực âm (E (-)). Điện cực dương là điện cực có thế năng lớn hơn và suất điện động của pin luôn dương.

E = E(+) – E(-)

Suất điện động chuẩn của pin (Eo) là suất điện động khi nồng độ ion kim loại ở điện cực bằng 1M (ở 25oC)

Eo = Eo(+) – Eo(-) hoặc Eo = Eocatot – Eoanot

Ví dụ Eo = EoCu2 + / Cu - EoZn2 + / Zn được gọi là suất điện động chuẩn của pin điện hóa Zn - Cu

Ý nghĩa dãy thế điện cực kim loại

• So sáng tính Oxi hóa khử: Trong dung dịch nước, thế điện cực chuẩn của KL E0Mn + / M càng lớn thì tính oxi hóa của cation Mn + càng yếu và khả năng khử của KL M. càng yếu (ngược lại).
• Xác định được chiều xảy ra của phản ứng Oxi Hóa-khử:

Cation kim loại trong cặp oxi hóa - khử có giá trị thế điện cực chuẩn lớn hơn có thể oxi hóa kim loại trong cặp có giá trị thế điện cực chuẩn nhỏ hơn.

Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn của kim loại để sắp xếp nhỏ bên trái, lớn bên phải.

viết các phương trình phản ứng theo quy tắc anpha ().

Kim loại trong cặp oxi hoá - khử có thế âm khử ion H + của dung dịch axit.

• Xác định giá trị suất điện động chuẩn của pin điện hóa học:

Epin = E (+) - E (-)

Suất điện động của pin điện hoá luôn dương

• Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa-khử:

Eopin X-Y = EoYn + / Y - EoXm + / X

Khi biết Eopin X-Y, nếu bạn biết EoYn + / Y Þ EoXm + / X

Ví dụ:

Xác định EoNi2 + / Ni. Biết Eopin Ni-Cu = 0,60 V, EoCu2 + / Cu = 0,34V

Eopin Ni-Cu = EoCu2 + / Cu - EoNi2 + / Ni

Þ EoNi2 + / Ni = 0,34 - 0,6 = -0,26 V

Vai trò của pin điện hóa trong thực tiễn cuộc sống

Pin là thiết bị dùng để lưu trữ và cung cấp điện năng. Pin điện hóa chuyển hóa năng lượng (năng lượng phản ứng hóa học) thành điện năng.Để tạo ra một pin điện hóa rất đơn giản, với một quả chanh và hai miếng kim loại (một miếng là đồng, miếng kia là kẽm)

Bên trong quả chanh có dung dịch axit sunfuric loãng H2SO4 có thể tác dụng lên các cực kim loại tạo thành hạt tải điện tự do. Thử với đồng hồ vạn năng, giữa hai cực kim loại sẽ có suất điện động, nếu trùng với cực của đồng hồ sẽ đọc âm. Sau đó, bạn có một pin điện hóa.

Giải thích dòng điện trong Pin chanh ở trên:

Do tác dụng hóa học của ion kẽm Zn2 + từ thanh kẽm sẽ đi vào dung dịch axit sunfuric loãng => thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm (catot), mặt khác, ion H + trong dung dịch bám vào cực đồng thu êlectron trong thanh đồng => thanh đồng mất êlectron nên nhiễm điện dương (cực dương).

Như vai trò quan trọng nhất của pin điện hóa là giúp hiểu được cơ chế sang sinh ra nguồn điện (Hóa- Điện) hóa học.

Tóm lại, qua bài viết thế điện cực là gì bên trên chúng tôi hy vọng cung cấp được những thông tin bổ ích về thế điện cực là gì, cũng như ứng dụng và vai trò của nó trong thực tiễn cuộc sống.