Sức điện động chuẩn là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Sức điện động chuẩn là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Sức điện động chuẩn.

Sức điện động chuẩn là gì (chi tiết nhất)

1. Sức điện động chuẩn là gì?

- Sức điện động của pin đo ở điều kiện chuẩn gọi là sức điện động chuẩn. Sức điện động chuẩn có thể xác định dựa vào thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hoá - khử tương ứng:

E° _pin = E°_cathode − E°_anode

Ví dụ: đối với pin Zn - Cu:

Tại anode:

Zn → Zn²⁺ + 2e                           $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^o=-0,762V\left(E_{anode}^o\right)$

Tại cathode:

Cu²⁺ + 2e → Cu                          $E_{C{u}^{2+}/Cu}^o=+0,340V\left(E_{{{}_{cath}}_{ode}}^o\right)$

E_pin = E°_cathode - E°_anode = 0,340 V - (-0,762 V) = 1,102 V.

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Phản ứng oxi hoá - khử và dòng điện

Phản ứng oxi hoá - khử luôn kèm theo sự chuyển electron từ chất khử sang chất oxi hoá. Nếu các quá trình oxi hoá, quá trình khử xảy ra trên hai điện cực và electron được truyền từ chất khử sang chất oxi hoá qua dây dẫn thì năng lượng của phản ứng hoá học sẽ chuyển thành năng lượng điện.

2.2. Pin Galvani

Minh hoạ 1 pin Galvani:

Ở 25 °C, nhúng một thanh Zn vào cốc đựng dung dịch ZnSO₄ 1 M, nhúng một thanh Cu vào cốc đựng dung dịch CuSO₄ 1 M. Nối thanh Zn và thanh Cu bằng dây dẫn, lắp một vôn kế để đo hiệu điện thế. Đóng kín mạch bằng một cầu muối.

- Ở thanh Zn xảy ra quá trình: Zn  →  Zn²⁺ + 2e

Thanh Zn trở thành nguồn cung cấp electron nên đóng vai trò là cực âm (anode). Các electron theo dây dẫn di chuyển sang điện cực Cu.

- Ở thanh Cu xảy ra quá trình: Cu²⁺ + 2e  →  Cu

Điện cực Cu là nơi nhận electron nên đóng vai trò là cực dương (cathode).

- Trong pin Zn - Cu xảy ra quá trình oxi hoá và quá trình khử trên các điện cực, nghĩa là xảy ra phản ứng oxi hoá - khử: Zn + Cu²⁺  →  Zn²⁺ + Cu

Phản ứng này giống như phản ứng xảy ra khi cho Zn tác dụng trực tiếp với dung dịch CuSO₄. Việc bố trí tách biệt hai cặp oxi hoá - khử ở hai điện cực tạo ra sự truyền electron từ chất khử sang chất oxi hoá qua dây dẫn để tạo ra dòng điện.

- Trong quá trình pin hoạt động, cầu muối cho phép các ion di chuyển qua, do đó vừa đóng kín mạch điện, vừa duy trì tính trung hoà điện của mỗi dung dịch.

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Cho pin điện hóa Pb – Cu có sức điện động chuẩn $E_{pin(Pb–Cu)}^o$= 0,47 V, pin Zn – Cu có sức điện động chuẩn $E_{pin(Zn–Cu)}^o$= 1,10 V. Sức điện động chuẩn của pin Zn – Pb là

A. 0,63 V.

B. 1,57 V.

C. 0,47 V.

D. 0,55 V.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Ta có: $E_{pin(Pb–Cu)}^o$= $E_{C{u}^{2+}/Cu}^o-E_{P{b}^{2+}/Pb}^o=0,47V$

$E_{pin(Zn–Cu)}^o$= $E_{C{u}^{2+}/Cu}^o-E_{Z{n}^{2+}/Zn}^o=1,10V$

⟹ $E_{pin(Zn–Pb)}^o$= $E_{P{b}^{2+}/Pb}^o-E_{Z{n}^{2+}/Zn}^o=$ $E_{pin(Zn–Cu)}^o-E_{pin(Pb–Cu)}^o=1,10-0,47=0,63$(V).

Vậy sức điện động chuẩn của pin Zn – Pb là 0,63 V.

Câu 2. Trong quá trình hoạt động của pin điện Ni − Cu, quá trình xảy ra ở anode là

A. Ni ⟶ Ni²⁺ + 2e.

B. Cu ⟶ Cu²⁺ + 2e.

C. Cu²⁺ + 2e ⟶ Cu.

D. Ni²⁺ + 2e ⟶ Ni.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Trong pin điện hóa Ni − Cu thì cực âm là Ni (anode) xảy ra quá trình oxi hóa: Ni ⟶ Ni²⁺ + 2e.

Câu 3. Cho Pin điện hoá Al – Pb. Biết $E_{A{l}^{3+}/Al}^o=-1,66V$;  $E_{P{b}^{2+}/Pb}^o=-0,13V$^. Sức điện động của Pin điện hoá Al – Pb là

A. 1,79V.

B. −1,79V.            

C. −1,53V.

D. 1,53V.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$E_{PinAl–Pb}^o$= $E_{P{b}^{2+}/Pb}^o$ − $E_{A{l}^{3+}/Al}^o$ = – 0,13 – (–1,66) = 1,53 V.

Câu 4. Cho một pin điện hóa được tạo bởi cặp oxi hóa – khử Fe²⁺/Fe và Ni²⁺/Ni. Phản ứng xảy ra ở cực âm của pin điện hóa (ở điều kiện chuẩn) là

A. Fe → Fe²⁺ + 2e.

B. Ni → Ni²⁺ + 2e.

C. Fe²⁺ + 2e → Fe.

D. Ni²⁺ + 2e → Ni.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Cực âm (anode) là điện cực của Fe, xảy ra quá trình oxi hóa: Fe → Fe²⁺ + 2e.

Câu 5. Cho pin điện hóa Al – Cu. Biết $E_{A{l}^{3+}/Al}^{°}$= –1,66 V và $E_{C{u}^{2+}/Cu}^{°}$= 0,34 V. Sức điện động chuẩn của pin điện hóa Al – Cu là

A. 1,00 V.

B. 1,34 V.

C. 1,66 V.

D. 2,00 V.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Sức điện động chuẩn của pin điện hóa Al – Cu:

$E_{pin(Al-Cu)}^{°}$= $E_{C{u}^{2+}/Cu}^{°}$– $E_{A{l}^{3+}/Al}^{°}$= 0,34 – (–1,66) = 2,00 (V).

Câu 6. Cho pin điện hóa Zn²⁺/Zn và Cu²⁺/ Cu. Biết $E_{C{u}^{2+}/Cu}^{°}$= 0,34 V và $E_{Z{n}^{2+}/Zn}^{°}$= 0,76 . Sức điện động chuẩn của pin là

A. 1,0 V.

B. 1,3 V.

C. 1,6 V.

D. 1,1 V.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

${\text{E}}_{\text{pin}}^o{\text{= E}}_{{\text{Cu}}^{\text{2+}}\text{/Cu}}^o-{\text{E}}_{{}_{{\text{Zn}}^{\text{2+}}\text{/Zn}}}^o$ $\Rightarrow {\text{ E}}_{\text{pin}}^o=0,34-(-0,76)=1,\text{1V}$.

Câu 7. Sức điện động chuẩn của pin Cu²⁺/ Cu và Ag⁺/ Ag là ${\text{E}}_{\text{pin}}^o$= 0,46V. Biết ${\text{E}}_{{\text{Cu}}^{\text{2+}}\text{/Cu}}^o\text{= 0,34V}$. Xác định thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử Ag⁺/ Ag.

A. 1,2 V.

B. 1,4 V.

C. 0,9 V.

D. 0,8 V.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

${\text{E}}_{\text{pin}}^o{\text{= E}}_{{\text{Ag}}^{\text{+}}\text{/Ag}}^o-{\text{E}}_{{\text{Cu}}^{\text{2+}}\text{/Cu}}^o$ $\to {\text{E}}_{{\text{Ag}}^{\text{+}}\text{/Ag}}^o{\text{= E}}_{\text{pin}}^o{\text{+ E}}_{{\text{Cu}}^{\text{2+}}\text{/Cu}}^o$

${\text{E}}_{{\text{Ag}}^{\text{+}}\text{/Ag}}^o\text{= 0,46 + 0,34 = 0,8V}$

Câu 8. Biết suất điện động chuẩn của pin điện hóa Cd – Mn là +0,79V và $E_{C{d}^{2+}/Cd}^o$= –0,40V. Thế điện cực chuẩn $E_{M{n}^{2+}/Mn}^o$ là

A. 0,34 V.

B. 1,4 V.

C. 0,9 V.

D. 0,39 V.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

${\text{E}}_{\text{pin}}^o{\text{= E}}_{{\text{Mn}}^{\text{2+}}\text{/Mn}}^o-{\text{E}}_{{\text{Cd}}^{\text{2+}}\text{/Cd}}^o$ $\to {\text{E}}_{{\text{Mn}}^{\text{2+}}\text{/Mn}}^o{\text{= E}}_{{\text{Ni}}^{\text{2+}}\text{/Ni}}^o{\text{+ E}}_{\text{pin}}^o$

${\text{E}}_{{\text{Mn}}^{\text{2+}}\text{/Mn}}^o=(-0,4)+0,79=0,3\text{9V.}$

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Acquy chì là gì

• Điện phân là gì

• Nguyên tắc điện phân là gì

• Liên kết kim loại là gì

• Gang là gì

• Thép là gì

---