Bảng thế khử chuẩn (dãy điện hóa)

Thế khử chuẩn, E°, của các nửa phản ứng thường gặp ở 25 °C, từ chất oxi hóa mạnh nhất ở trên cùng đến chất khử mạnh nhất ở dưới cùng. Chọn hai nửa phản ứng để có điện áp của một pin.

Máy tính điện áp pin

E°pin = E°catot − E°anot = +0,34 − (−0,76) +1,10 V Dương, nên phản ứng tự diễn ra: một pin galvani.

Thế khử chuẩn ở 25 °C

Chất oxi hóa mạnh nhất ở trên, chất khử mạnh nhất ở dưới. Chạm vào một ký hiệu để mở nguyên tố.

Nửa phản ứng (khử)E° (V)E° trên thang từ −3 V đến +3 V
F F₂ + 2e⁻ → 2F⁻ +2,87
O H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O +1,78
Mn MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O +1,51
Au Au³⁺ + 3e⁻ → Au +1,50
Cl Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻ +1,36
Cr Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O +1,33
O O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O +1,23
Mn MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O +1,22
Pt Pt²⁺ + 2e⁻ → Pt +1,18
Br Br₂ + 2e⁻ → 2Br⁻ +1,07
N NO₃⁻ + 4H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O +0,96
Hg Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg +0,85
Ag Ag⁺ + e⁻ → Ag +0,80
Fe Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺ +0,77
O O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O₂ +0,70
I I₂ + 2e⁻ → 2I⁻ +0,54
Cu Cu⁺ + e⁻ → Cu +0,52
O O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ +0,40
Cu Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu +0,34
Ag AgCl + e⁻ → Ag + Cl⁻ +0,22
Cu Cu²⁺ + e⁻ → Cu⁺ +0,15
Sn Sn⁴⁺ + 2e⁻ → Sn²⁺ +0,15
H 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ 0,00
Fe Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe −0,04
Pb Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb −0,13
Sn Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn −0,14
Ni Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni −0,26
Co Co²⁺ + 2e⁻ → Co −0,28
Cd Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd −0,40
Fe Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe −0,45
Cr Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr −0,74
Zn Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn −0,76
H 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻ −0,83
Mn Mn²⁺ + 2e⁻ → Mn −1,19
Al Al³⁺ + 3e⁻ → Al −1,66
Mg Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg −2,37
Na Na⁺ + e⁻ → Na −2,71
Ca Ca²⁺ + 2e⁻ → Ca −2,87
Ba Ba²⁺ + 2e⁻ → Ba −2,91
K K⁺ + e⁻ → K −2,93
Li Li⁺ + e⁻ → Li −3,04

Cách đọc bảng

Mỗi dòng là một nửa phản ứng khử, trong đó chất ở bên trái nhận electron. E° càng dương, chất đó càng kéo mạnh electron về phía mình, nên flo, ở trên cùng, là chất oxi hóa mạnh nhất trong bảng. E° càng âm, chất ở bên phải càng dễ nhường electron, nên kim loại liti, ở dưới cùng, là chất khử mạnh nhất.

Mọi giá trị đều được đo so với điện cực hiđro chuẩn, được định nghĩa chính xác bằng 0 V, trong điều kiện chuẩn: 25 °C, chất khí ở 1 bar và các chất hòa tan ở 1 mol/L.

Tính điện áp của pin

Trong pin galvani, sự khử xảy ra ở catot và sự oxi hóa xảy ra ở anot. Thế pin là E°pin = E°catot − E°anot, dùng cả hai giá trị đúng như bảng cho. Đừng tự đổi dấu giá trị của anot, và đừng nhân E° với số electron: nó không phụ thuộc vào việc nửa phản ứng được viết bao nhiêu lần.

Ví dụ: pin Daniell ghép đồng với kẽm. E°pin = +0,34 V − (−0,76 V) = +1,10 V. E°pin dương nghĩa là phản ứng tự diễn ra như được viết.

Dự đoán phản ứng nào xảy ra

Chất ở bên trái của một dòng bất kỳ có thể oxi hóa chất ở bên phải của bất kỳ dòng nào bên dưới nó. Ion đồng(II) (+0,34 V) lấy electron từ kim loại kẽm (−0,76 V), nên một thanh kẽm nhúng vào dung dịch đồng sunfat bị phủ một lớp đồng. Ion bạc (+0,80 V) bị kim loại đồng khử, đó là lý do dây đồng trong dung dịch bạc nitrat mọc ra các tinh thể bạc.

Các kim loại có E° âm, nằm dưới hiđro, về nguyên tắc có thể giải phóng khí hiđro từ axit, còn đồng, bạc và vàng, nằm trên nó, thì không. Điều này khớp với thứ tự của dãy hoạt động hóa học của kim loại.

Vì sao giá trị khác nhau giữa các sách

Các nguồn làm tròn E° khác nhau và một số dùng các phép đo cũ hơn, nên sắt(II) có thể xuất hiện là −0,44 V hoặc −0,45 V. Các giá trị ở đây lấy từ dữ liệu tham khảo chuẩn và được hiển thị đến hai chữ số thập phân; hãy dùng các số mà khóa học của bạn cho khi chúng khác nhau.

Câu hỏi thường gặp

Thế khử chuẩn là gì?

Đó là điện áp của một nửa phản ứng khử đo so với điện cực hiđro chuẩn ở 25 °C, 1 bar và 1 mol/L. Nó cho biết một chất hút electron mạnh đến đâu: giá trị càng cao, chất đó càng dễ bị khử.

Chất oxi hóa mạnh nhất là gì?

Flo, F₂, với E° = +2,87 V, là chất oxi hóa mạnh nhất thường gặp. Kim loại liti, ở −3,04 V, là chất khử mạnh nhất thường gặp.

Tính E°pin như thế nào?

Lấy thế của catot trừ thế của anot: E°pin = E°catot − E°anot. Với pin kẽm–đồng, +0,34 − (−0,76) = +1,10 V.

Vì sao điện cực hiđro là 0 V?

Chỉ có thể đo được hiệu thế, nên các nhà hóa học chọn điện cực hiđro chuẩn, 2H⁺ + 2e⁻ → H₂, làm chuẩn tham chiếu và định nghĩa thế của nó chính xác bằng 0 V.