Hệ: AgCl(s) + e⁻ ⇌ Ag(s) + Cl⁻ có thể dùng làm điện cực tham chiếu trong dung dịch Cl⁻. a) Viết biểu thức thế điện cực E theo [Cl⁻] ở 25°C. b) Tính E khi [Cl⁻] = 0.0100 M. c) Nếu dùng điện cực Ag/AgCl...

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện từng phần một. ### a) Viết biểu thức thế điện cực E theo [Cl⁻] ở 25°C. Phản ứng điện cực là: \[ \text{AgCl}(s) + e^- \rightleftharpoons \text{Ag}(s) + \text{Cl}^- \] Biểu thức thế điện cực (E) theo định luật Nernst được viết như sau: \[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln Q \] Trong đó: - \( E^0 \) là thế điện cực chuẩn. - \( R \) là hằng số khí (8.314 J/(mol·K)). - \( T \) là nhiệt độ (K). - \( n \) là số mol electron tham gia phản ứng (ở đây n = 1). - \( F \) là hằng số Faraday (96485 C/mol). - \( Q \) là hệ số phản ứng (ở đây \( Q = \frac{[\text{Cl}^-]}{1} = [\text{Cl}^-] \)). Vì vậy, biểu thức thế điện cực trở thành: \[ E = E^0 - \frac{RT}{F} \ln [\text{Cl}^-] \] ### b) Tính E khi [Cl⁻] = 0.0100 M. Ở 25°C, nhiệt độ tương ứng với 298 K. Chúng ta có: - \( R = 8.314 \, \text{J/(mol·K)} \) - \( F = 96485 \, \text{C/mol} \) Áp dụng vào công thức: \[ E = E^0 - \frac{(8.314)(298)}{(96485)} \ln(0.0100) \] Tính toán giá trị hằng số: \[ \frac{(8.314)(298)}{(96485)} \approx 0.0257 \, \text{V} \] Tiếp theo, tính giá trị \( \ln(0.0100) \): \[ \ln(0.0100) \approx -4.605 \] Áp dụng vào biểu thức E: \[ E = E^0 - 0.0257 \times (-4.605) \] \[ E = E^0 + 0.1186 \] Kết quả là thế điện cực E sẽ phụ thuộc vào giá trị \( E^0 \) (thế điện cực chuẩn của điện cực Ag/AgCl), thường là khoảng 0.197 V. Do đó: \[ E \approx 0.197 + 0.1186 = 0.3156 \, \text{V} \] ### c) Thảo luận ảnh hưởng của pH lên hệ và cách chuẩn hóa. Điện cực Ag/AgCl được sử dụng trong dung dịch Cl⁻ có thể bị ảnh hưởng bởi pH do phản ứng ion H⁺ trong dung dịch: - Khi pH thay đổi, nồng độ ion H⁺ cũng thay đổi, điều này có thể tác động đến sự hòa tan của AgCl. Nếu pH thấp (nồng độ H⁺ cao), có thể làm giảm sự hòa tan của AgCl và làm tăng nồng độ Cl⁻. Ngược lại, nếu pH cao, nồng độ Cl⁻ có thể giảm. - Để chuẩn hóa điện cực Ag/AgCl trong các điều kiện pH khác nhau, có thể sử dụng dung dịch đệm để giữ pH ổn định hoặc thêm một lượng nhất định ion H⁺ để duy trì pH tại một giá trị xác định. Tóm lại, việc kiểm soát pH là rất quan trọng trong việc sử dụng điện cực Ag/AgCl, vì nó ảnh hưởng đến kết quả đo và độ ổn định của điện cực trong các điều kiện khác nhau.