Title Chuyên đề 4. Phản ứng oxi hóa khử.doc ✅

Trang 1 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, H 2 , N 2 , O 2 , Cl 2 ,... đều bằng không.  Qui tắc 2: Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hoá của hiđro bằng +1, trừ hiđrua kim loại (NaH, CaH 2 ,...). Số oxi hoá của oxi bằng -2, trừ trường hợp OF 2 và peoxit (chẳng hạn 2222HO,NaO ,...). 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 3224SO,SO,HSO , 2 34NaHSO,SO . Đặt x là số oxi hoá của nguyên tố lưu huỳnh trong các hợp chất và ion trên, ta có: - Trong 3SO:x3.(2)0x6 - Trong 2SO:x2(2)0x4 - Trong 24HSO:2(1)x4(2)0x6 - Trong 3NaHSO:11x3(2)0x4 - Trong 2 4SO:x4(2)2x6 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  243SO;NH;NO 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 + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu Chất khử: Fe
Trang 2 Chất oxi hoá: CuSO 4 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 3232 3ZnHNOAlNONHO 5x 1x 02 ZnZn2e 50 22N10eN 3322 25Zn2HNO5ZnNON6HO Ta thấy, ngoài 2 phân tử HNO 3 đóng vai trò là chất oxi hoá (bị khử thành 1 phân tử N 2 ) còn phải đặt thêm vào 10 phân tử HNO 3 (làm nhiệm vụ môi trường) để cung cấp 10 ion 3NO liên kết kết với 5 ion 2 Zn . Cuối cùng ta có:  3322 25Zn12HNO5ZnNON6HO Chú ý:  (1) 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 +5 +5 +6 2332422 3FeSHNOFeNOHSONOHO _ 23 16 FeFe1e 2S2S14e     _______________________________ 1x 15x 36 2FeSFe2S15e 54 NeN 2332422 3FeS18HNOFeNO2HSO15NO7HO Hoặc coi phân tử FeS 2 như một đơn chất thì ta có thể bỏ qua gia đoạn cộng gộp quá trình cộng gộp trên. Ví dụ:  6 2 4
Trang 3  0242422 3FeSHSOFeSOSOHO 2x 7x 34 FeSFeS7e 64 S2eS 242422 32FeS10HSOFeSO9SO10HO (2) Đối với các phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm (của sự oxi hoá hay sự khử) trong đó có nhiều số oxi hoá khác nhau thì có thể viết riêng từng bán phản ứng oxi hoá đối với mỗi sản phẩm khử, rồi viết gộp lại sau khi đã nhân với hệ số tỉ lệ giữa các sản phẩm. Ví dụ:  0 +5 +2 0 +1 33222 2MgHNOMgNONNOHO Biết tỉ lệ thể tích: 22N:NO5:4 5 25x2N10eN�O 51 4x2N8e2N�O 51 218N82e5N8N1|x 2 MgMg2e 41|x 33222 241Mg100HNO41MgNO5N4NO50HO (3) Đối với phản ứng oxi hóa – khử có hệ số bằng chữ thì cần xác định đúng sự tăng, giảm số oxi hóa của các nguyên tố. Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử sau:  a) 33xy2 3AlHNOFeNONOHO b) 3232 nMHNONOMNOHO Giải 0 +5 +3 +2y/x 33y2 3xA1HNOAlNONOHO 3 52y/x (5x2y)xAlAl3e 3xxN(5x2y)exN     33xy2 3(5x2y)Al(16x6y)HNO(5x2y)AlNONO(8x3y)HO b) 0 +5 +4 +n 3232 nMHNONOMNOHO 1x nx n MMne 54 N1eN 3232 nM2nHNOnNOMNOnHO (4) Ảnh hưởng của môi trường: Trong một số chất thì tác nhân oxi hóa, tác nhân khử phụ thuộc vào môi trường tiến hành phản ứng. 
Trang 4 Ví dụ 2: Xác định sản phẩm và cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron: a) 34424FeOKMnOHSO b) 222724Fe(OH)KCrOHSO c) 2424FeBrKMnOHSO d) 22NaCrOONaOII Giải +8/3 +7 +3 +2 a) 34424244242 3FeOKMnOHSOFeSOMnSOKSOHO 5x 2x 8/33 6Fe6Fe2e 72 Mn5eMn 34424244242 310FeO2KMnO48HSO15FeSO2MnSOKSO24HO +2 +6 +3 +3 b) 2227242424242 33Fe(OH)KCrOHSOFeSOCrSOKSOHO 3x 1x 23 2Fe2Fe2e 63 2Cr2.3e2Cr 2227242424242 336Fe(OH)KCrO13HSO3FeSOCrSOKSO19HO +2 -1 +7 +3 0 +2 c) 24242424242 3FeBrKMnOHSOFeSOBrMnSOKSOHO 5x 6x 3 222FeBr2Fe2Br6e 72 Mn5eMn 242410FeBr6KMnO24HSO