Giải Bài 6 trang 76 SGK Hoá học 12

Lời giải

Dữ kiện (Bảng 15.1): $E^\circ_{\mathrm{Cu^{2+}/Cu}} = +0{,}34\ \text{V}$; $E^\circ_{\mathrm{Ag^+/Ag}} = +0{,}80\ \text{V}$.

a) Xác định anode, cathode và các quá trình

So sánh thế điện cực chuẩn: $E^\circ_{\mathrm{Cu^{2+}/Cu}} = +0{,}34\ \text{V} < E^\circ_{\mathrm{Ag^+/Ag}} = +0{,}80\ \text{V}$.

Trong pin Galvani, điện cực có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn là anode (cực âm, xảy ra sự oxi hoá); điện cực có thế điện cực chuẩn lớn hơn là cathode (cực dương, xảy ra sự khử).

- Vậy anode là điện cực Cu, cathode là điện cực Ag.

Quá trình xảy ra ở mỗi điện cực:

- Ở anode (oxi hoá Cu):
$$\mathrm{Cu} \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}} + 2e^-$$
- Ở cathode (khử ion $\mathrm{Ag^+}$):
$$\mathrm{Ag^+} + 1e^- \rightarrow \mathrm{Ag}$$

Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong pin (nhân đôi quá trình ở cathode để cân bằng electron):
$$\mathrm{Cu} + 2\mathrm{Ag^+} \rightarrow \mathrm{Cu^{2+}} + 2\mathrm{Ag}$$

b) Sức điện động chuẩn của pin

$$E^\circ_{\text{pin}} = E^\circ_{\text{cathode}} - E^\circ_{\text{anode}} = E^\circ_{\mathrm{Ag^+/Ag}} - E^\circ_{\mathrm{Cu^{2+}/Cu}}$$
$$E^\circ_{\text{pin}} = 0{,}80 - 0{,}34 = 0{,}46\ \text{V}$$

So sánh: giá trị tính được $E^\circ_{\text{pin}} = 0{,}46\ \text{V}$ xấp xỉ bằng giá trị hiển thị trên vôn kế là $0{,}459\ \text{V}$ (chênh lệch không đáng kể, do trong thực tế còn có điện trở của dây dẫn, cầu muối... làm số đo nhỏ hơn một chút).

c) Chiều của dòng electron chạy qua dây dẫn

Electron được giải phóng ở anode (Cu) khi Cu bị oxi hoá, chạy qua dây dẫn đến cathode (Ag) để khử ion $\mathrm{Ag^+}$. Vậy dòng electron chạy qua dây dẫn theo chiều từ điện cực Cu (anode, cực âm) sang điện cực Ag (cathode, cực dương). (Điều này cũng phù hợp với vôn kế: cực âm nối với Cu, cực dương nối với Ag.)

Đáp số