CHUYÊN ĐỀ
4.
PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO
I. PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ
1. Số oxi hoá
Số oxi hoá của một nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử, nếu giả định rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
Số oxi hoá được xác định theo các nguyên tắc sau:
• Qui tắc 1: Số oxi hoá của nguyên tố trong các đơn chất bằng không. Thí dụ: Số oxi hoá của Na, Fe, H2, N2, O2, Cl2,... đều bằng không.
Qui tắc 2: Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hoá của hiđro bằng +1, trừ hiđrua kim loại (NaH, CaH2,...). Số oxi hoá của oxi bằng -2, trừ trường hợp OF2 và peoxit (chẳng hạn,...). Kim loại luôn có số oxi hoá dương và bằng hoá trị của nó trong hợp chất.
Qui tắc 3: Trong một phân tử, tổng số oxi hoá của các nguyên tố bằng không.
Qui tắc 4: Số oxi hóa của các ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hoá của các nguyên tố bằng điện tích của ion.
Thí dụ: Tính số oxi hoá của nguyên tố lưu huỳnh trong ,.
Đặt x là số oxi hoá của nguyên tố lưu huỳnh trong các hợp chất và ion trên, ta có:
- Trong
- Trong
- Trong
- Trong
- Trong
Cách ghi số oxi hoá: Số oxi hoá được đặt phía trên kí hiệu của nguyên tố. Ghi dấu trước, số sau: Thí dụ:
+ 4 -2 - 3 + 1 +5 -2
2. Phản ứng oxi hoá - khử
Chất khử là chất nhường electron hay là chất có số oxi hoá tăng sau phản ứng. Chất khử còn được gọi là chất bị oxi hoá.
Chất oxi hoá là chất nhận electron hay là chất có số oxi hoá giảm sau phản ứng. Chất oxi hoá còn được gọi là chất bị khư.
Sự oxi hóa (quá trình oxi hoá) một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm tăng số oxi hoá của chất đó.
Sự khứ (quá trình khử) một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hoá của chất đó.
Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hoá học trong đó có sự chuyên electron giữa các chất (nguyên tử, phân tử hoặc ion) phản ứng , hay phản ứng oxi hoá - khứ là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố.
Thí dụ:
0 +2 +2 0
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Chất khử: Fe
Chất oxi hoá: CuSO4
Sự khử: Cu+2 + 2e → Cu
Sự oxi hoá: Fe → Fe+2 + 2e
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ
1. Nguyên tắc chung
Tổng số electron của chất khử cho bằng tổng số electron của chất oxi hoá nhận, hay nói cách khác, tông độ tăng số oxi hoá của chất khí bằng tổng độ giảm số oxi hoá của chất oxi hoá.
2. Phương pháp thăng bằng electron
Tiến hành theo 4 bước:
Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, xác định chất oxi hoá, chất khử (dựa vào sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố).
Bước 2: Viết các nửa phương trình cho nhận electron. Tìm hệ số cân bằng số electron cho – nhận.
Bước 3: Đặt hệ số tìm được từ nửa phương trình cho – nhận electron vào các chất oxi hoá, chất khử tương ứng trong phương trình phản ứng.
Bước 4: Cân bằng chất không tham gia quá trình oxi hoá - khử (nếu có) theo trật tự sau: Số nguyên tử kim loại, gốc axit, Số phân tử môi trường (axit hoặc kiểm) và cuối cùng là số lượng phân tử nước tạo thành. Kiểm tra kết quả.
Ví dụ:
0 +5 +2 0
Ta thấy, ngoài 2 phân tử HNO3 đóng vai trò là chất oxi hoá (bị khử thành 1 phân tử N2) còn phải đặt thêm vào 10 phân tử HNO3 (làm nhiệm vụ môi trường) để cung cấp 10 ion liên kết kết với 5 ion . Cuối cùng ta có:
Chú ý:
Khi cân bằng, nếu trong 1 phân tử có đồng thời 2 hay 3 nguyên tố đóng vai trò là chất khử thì phải viết đủ các quá trình oxi hoá rồi cộng gộp lại. Nhớ lấy đủ số nguyên tử trong phân tử. Phần còn lại tiến hành như thường lệ.
+ 2 -1 +
nguon VI OLET
