Dãy điện hóa kim loại

I. KHÁI NIỆM VỀ CẶP OXI HÓA - KHỬ

Tổng quát:

Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử. Cặp oxi hóa – khử trên được viết như sau: Mⁿ⁺/M

Ví dụ: cặp oxi hóa – khử Fe²⁺/Fe

           Fe²⁺    +    2e $\overset{{}}{\leftrightarrows}$   Fe

Dạng oxi hóa                 Dạng khử

- Để duy trì được dòng điện trong quá trình hoạt động của pin điện hóa, người ta dùng cầu muối. Vai trò của cầu muối là trung hòa điện tích của 2 dung dịch: các ion dương Na⁺ hoặc K⁺ và Zn²⁺ di chuyển qua cầu muối đến cốc đựng dung dịch CuSO₄. Ngược lại, các ion âm SO₄^2- hoặc NO₃^- di chuyển qua cầu muối đến dung dịch ZnSO₄ 
- Ở mạch ngoài (dây dẫn), dòng electron đi từ cực Zn sang cực Cu còn dòng điện đi từ cực Cu sang cực Zn. Vì thế điện cực Zn được gọi là anot (nơi xảy ra sự oxi hóa), điện cực Cu được gọi là catot (nơi xảy ra sự khử). 

Trong pin điện hóa, anot là cực âm còn catot là cực dương 

IV. DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI

Dãy điện hóa của kim loại là dãy những cặp oxi hóa – khử của kim loại được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa của ion kim loai và giảm dần tính khử của kim loại (thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn)

Dãy điện hóa của một số kim loại thông dụng:

$\frac{{{K}^{+}}}{K}\,\,\frac{N{{a}^{+}}}{Na}\,\,\frac{M{{g}^{2+}}}{Mg}\,\,\frac{A{{l}^{3+}}}{Al}\,\,\frac{Z{{n}^{2+}}}{Zn}\,\,\frac{F{{e}^{2+}}}{Fe}\,\,\frac{N{{i}^{2+}}}{Ni}\,\,\frac{S{{n}^{2+}}}{Sn}\,\,\frac{P{{b}^{2+}}}{Pb}\,\,\frac{2{{H}^{+}}}{{{H}_{2}}}\,\,\frac{C{{u}^{2+}}}{Cu}\,\,\frac{F{{e}^{3+}}}{F{{e}^{2+}}}\,\,\frac{A{{g}^{+}}}{Ag}\,\,$

Khi làm bài tập về dãy điện hóa, chúng ta cần lưu ý các cặp oxi hóa khử sau

Fe²⁺/Fe  Cu²⁺/Cu  Fe³⁺/Fe²⁺  Ag⁺/Ag

V. Ý NGHĨA CỦA DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI

1. So sánh tính oxi hóa – khử

- Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại E^o_Mⁿ⁺_/M càng lớn thì tính oxi hóa của cation Mⁿ⁺ càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu và ngược lại

- Từ trái sang phải, tính khử của kim loại giảm, tính oxi hóa của cation tăng

2. Xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử

Quy tắc $\alpha $: Để viết đúng chiều của phản ứng oxi hóa – khử, người ta viết cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ ở bên trái, cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ở bên phải rồi viết phương trình theo quy tắc $\alpha $.

 Phản ứng xảy ra theo chiều mũi tên, tức là : Cu  + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag

3. Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa

E^o_pin = E^o₍₊₎ – E^o_(-)