I. KHÁI NIỆM
1. Chất khử
- Chất khử là chất nhường electron
Ví dụ:
* Quá trình nhường electron gọi là quá trình oxi hóa [hay sự oxi hóa]
2. Chất oxi hóa
- Chất oxi hóa là chất nhận electron
Ví dụ:
* Quá trình nhận electron gọi là quá trình khử [sự khử]
3. Phản ứng oxi hóa – khử
- Khái niệm: Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng.
- Dấu hiệu nhận biết: có sự thay đổi số oxi hóa của 1 hay nhiều nguyên tố
Ví dụ 1: $4\overset{0}{\mathop{Na}}\,\,\,\,\,\,\,\,+\,\,\,\,\,\,\,{{\overset{0}{\mathop{O}}\,}_{2}}\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,\,\,2\,{{\overset{+1}{\mathop{Na}}\,}_{2}}\overset{-2}{\mathop{O}}\,$
chất khử chất oxi hóa
Ví dụ 2:
- Nguyên tử Fe nhường electron => là chất khử
- Ion Cu2+ nhận electron => là chất oxi hóa
*Ghi nhớ:
- Khử cho – o nhận [chất khử cho e, chất oxi hóa nhận e]
- Chất tạo môi trường trong phản ứng oxi hóa khử là chất không tham gia cho nhận e. Chất tạo môi trường đôi khi quyết định đến sản phẩm của phản ứng.
Ví dụ: trong phản ứng : 3Cu + 8HNO3 → 3Cu[NO3]2 + 2NO + 4H2O có 2 phân tử HNO3 là chất oxi hóa còn 6 phân tử là môi trường
II. LẬP PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC CỦA PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
Nguyên tắc bảo toàn e: Tổng số electron chất khử cho = tổng số electron chất oxi hóa nhận
Ví dụ: Lập phương trình hóa học của phản ứng sau: Fe2O3 + CO → Fe + CO2
Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi
${{\overset{+3}{\mathop{F\text{e}}}\,}_{2}}{{\overset{{}}{\mathop{O}}\,}_{3}}\,\,+\,\,\,\overset{+2}{\mathop{C}}\,O\,\,\to \,\,\overset{0}{\mathop{F\text{e}}}\,\,\,+\,\,\overset{+4}{\mathop{C}}\,{{O}_{2}}$
Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình
$\overset{+2}{\mathop{C}}\,\,\,\to \,\,\overset{+4}{\mathop{C}}\,\,\,+2\text{e}$ [quá trình oxi hóa]
$\overset{+3}{\mathop{F\text{e}}}\,\,\,+3\text{e}\to \,\,\overset{0}{\mathop{F\text{e}}}\,\,$[quá trình khử]
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tống số electron mà chất oxi hóa nhận
Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hóa học
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
III. PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ
1. Phản ứng oxi hóa – khử thông thường: chất khử và chất oxi hóa ở 2 phân tử chất khác nhau
Ví dụ: \[\overset{0}{\mathop{Fe}}\,\text{ }+\text{ }\overset{+2}{\mathop{Cu}}\,S{{O}_{4}}\to \overset{+2}{\mathop{Fe}}\,S{{O}_{4}}+\text{ }\overset{0}{\mathop{Cu}}\,\]
2. Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử: chất khử và chất oxi hóa thuộc cùng 1 phân tử nhưng ở 2 nguyên tử khác nhau [thường là phản ứng nhiệt phân]
Ví dụ: 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
3. Phản ứng tự oxi hóa – khử, chất khử đồng thời cũng là chất oxi hóa [thuộc cùng 1 nguyên tố]
Ví dụ: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
1. Sự oxi hoá
Ví dụ 1:
: sự oxi hóa Mg [quá trình oxi hoá Mg]
Định nghĩa: sự oxi hoá là sự nhường electron
2. Sự khử
Ví dụ 2:
: sự khử Cu [quá trình khử].
Định nghĩa: sự khử là sự nhận electron
3. Chất khử, chất oxi hoá
Ví dụ 1: Mg: chất khử; O2: chất oxi hoá
Ví dụ 2: CuO: chất oxi hoá; H2: chất khử
Định nghĩa: – chất khử [chất bị oxi hoá] là chất nhường electron
– chất oxi hoá [chất bị khử] là chất thu electron
Quy tắc nhớ: Khử cho – O nhận.
4. Phản ứng oxi hoá – khử
Ví dụ 1:
chất khử chất oxi hoá
Ví dụ 2:
NH4NO3 vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử
– Khái niệm: Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hoá học trong đó có sự chuyển e giữa các chất phản ứng.
– Dấu hiệu nhận biết: Phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.
II. Lập PTHH của phản ứng oxi hoá – khử theo phương pháp thăng bằng electron
– Dựa theo nguyên tắc: Tổng số e chất khử cho = Tổng số e chất oxi hoá nhận
Ví dụ 1:
Bước 1: Xác định số oxi hoá của các nguyên tố trong phản ứng để tìm ra chất oxi hoá, chất khử
chất khử chất oxi hoá
Bước 2, 3: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử – tìm hệ số thích hợp nhân với mỗi quá trình để đảm bảo tổng số e cho = tổng số e nhận
x 4 [quá trình oxi hoá]
x 5 [quá trình khử]
Bước 4: Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào phản ứng, kiểm tra cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố và cân bằng điện tích hai vế:
Ví dụ 2:
x 2 [quá trình khử]
x 3 [quá trình oxi hoá]
III. Phân loại phản ứng oxi hóa khử
Phản ứng oxi hoá – khử được chia thành nhiều loại khác nhau:
– Phản ứng oxi hóa – khử thông thường: chất khử và chất oxi hóa ở 2 phân tử chất khác nhau.
Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O
– Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử: chất khử và chất oxi hóa thuộc cùng 1 phân tử nhưng ở 2 nguyên tử khác nhau [thường gặp là phản ứng nhiệt phân].
– Phản ứng tự oxi hóa – khử, chất khử đồng thời cũng là chất oxi hóa [chất khử và chất oxi hoá thuộc về cùng một nguyên tố trong một phân tử chất].
B. Bài tập
Cân bằng phản ứng oxi hóa khử.
1. Dạng 1: Có một chất oxi hóa và một chất khử rõ ràng.
VD1:
x 1
x 3
VD2:
1x
1x
2. Dạng 2: Phản ứng nội phân tử [phản ứng chỉ xảy ra trong một phân tử]
VD1:
VD2:
3. Dạng 3: Phản ứng tự oxi hóa khử [Sự tăng giảm số oxi hóa xảy ra chỉ trên 1 nguyên tố]
[cân bằng sau đó tối giản]
4. Dạng 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử ở dạng tổng quát
[5x - 2y] x
3 x