Trung tâm gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC giới thiệu Chuyên đề: Phản ứng oxi hóa - Khử giúp cho các bạn rèn luyện, khắc sâu kiến thức chương Phản ứng oxi hóa - khử và bổ trợ kiến thức cho các bạn đang ôn tập chuẩn bị bước vào kì thi THPT quốc gia.
.jpg]
1. Số oxi hóa, cách tính số oxi hóa của nguyên tố trong hợp chất
- Số oxi hóa của nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử, khi giả thiết rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
- Quy tắc tính số oxi hóa:
+ Trong đơn chất, số oxi hóa nguyên tố bằng 0:.
+ Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử [trung hoà điện] bằng 0.
+ Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích của ion đó.
+ Khi tham gia hợp chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi: H là +1, O là -2 …
* Chú ý: Dấu của số oxi hoá đặt trước con số, còn dấu của điện tích ion đặt sau con số [số oxi hóa Fe+3 ; Ion sắt [III] ghi: Fe3+]
2. Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử theo phương pháp thăng bằng electron
- Nguyên tắc: dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử cho phải bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận.
- Các bước cân bằng:
+ Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng với các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa.
+ Bước 2: Viết các quá trình: khử [cho electron], oxi hóa [nhận electron].
+ Bước 3: Cân bằng electron: nhân hệ số để:
Tổng số electron cho = tổng số electron nhận.
[tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng].
+ Bước 4: Cân bằng nguyên tố không thay đổi số oxi hoá [thường theo thứ tự:
Kim loại [ion dương]:
Gốc axit [ion âm].
Môi trường [axit, bazơ].
Nước [cân bằng H2O để cân bằng hiđro].
+ Bước 5: Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế [phải bằng nhau].
* Lưu ý:
- Khi viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử của từng nguyên tố, cần theo đúng chỉ số qui định của nguyên tố đó.
Ví dụ: Fe0 + H2S+6O4 đặc nóng → Fe+32[SO4]3 + S+4O2 + H2O
chất khử chất oxi hóa
1 x 2Fe0 → 2Fe+3 + 6e
3 x S+6 + 2e → S+4
2Fe + 6H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3SO2 + 6H20
3. Các dạng phản ứng oxi hóa - khử
Dạng 1: Phản ứng oxi hóa – khử thông thường [có thể có axit, kiềm hay nước tham gia phản ứng là chất môI trường]
Cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử sau đây theo phương pháp thăng bằng electron. Hãy chỉ ra nguyên tố là chất khử, chất oxi hóa
Làm thế nào để cân bằng phản ứng oxi hóa - khử là câu hỏi được nhiều bạn quan tâm. Nếu với phản ứng không có sự thay đổi số oxi hóa thì dễ dàng cân bằng phương trình nhanh chóng thì với PU oxi hóa khử thì điều đó khó khăn hơn rất nhiều. Đặc biệt cân bằng đối với phản ứng phức tạp có nhiều chất tham gia hoặc sản phẩm hoặc một chất có nhiều số oxi hóa. Để có thể nắm vững điều này, bạn cần nắm được cách lập phương trình hóa học cho phản ứng oxi hóa khử. Chi tiết từng bước tôi sẽ chia sẻ với bạn trong bài viết hôm nay. Hãy đọc kỹ, làm nhiều bài tập, làm đi làm lại. Mình tin rằng nếu bạn hiểu và thực hành nhiều thì những hằng đẳng thức này không thể làm khó bạn được. Tôi sợ nó, nhưng một khi tôi hiểu được bản chất của nó, tôi đã thành thạo nó một cách nhanh chóng và yêu thích hóa học hơn.
I. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử
Nguyên tắc chung để cân bằng phản ứng oxi hóa khử là cân bằng tổng số electron cho và nhận của các chất khử và chất oxi hóa. Điều này có nghĩa là tổng số e do chất khử nhường phải đúng bằng tổng số e mà chất oxi hóa nhận. Phương pháp này được gọi là phương pháp thăng bằng electron.
Các bước cân bằng PU oxi hóa – khử bằng phương pháp thăng bằng electron
Ví dụ với phản ứng sau: Fe2O3 + CO → Fe + CO2
– Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi
+3Fe2O3 + +2CO → 0Fe + +4CO2
– Bước 2: Viết các quá trình khử và oxi hóa, sau đó cân bằng từng quá trình:
+2C → +4C + 2e [C là chất khử do số oxi hóa tăng, quá trình này là quá trình oxi hóa]
+3Fe + 3e → 0Fe [Fe3+ là chất khử]
– Bước 3: Tìm hệ số thích hợp để tổng số e cho bằng tổng số e nhận:
3 x | +2C → +4C + 2e
2 x | +3Fe + 3e → 0Fe
– Bước 4: Ghép hệ số vào sơ đồ phản ứng và hoàn thành phương trình hóa học:
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
II. Những lưu ý khi cân bằng phản ứng oxi hóa khử
Để làm tốt dạng bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa – khử, bạn phải xác định chính xác sản phẩm được tạo thành cũng như số oxi hóa của các chất trong một phản ứng hóa học.
– Quy tắc xác định số oxi hóa của các chất:
+ Số oxi hóa của đơn chất bằng 0.
+ Tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong 1 CTHH bằng 0 [trung hòa điện].
+ Tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong 1 nhóm nguyên tố chính bằng điện tích của nhóm nguyên tố đó.
+ Trong một phân tử bất kì, số oxi hóa của H là +1 và của O là -2.
– Lưu ý: dấu [+] hoặc [-] của số oxi hóa đặt trước số tự nhiên: ví dụ +1, -2…
III. Một số phương pháp cân bằng khác
Có nhiều phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa – khử bên cạnh phương pháp cân bằng electron. Các phương pháp này có thể kể đến như:
- Phương pháp cân bằng đại số đơn giản: cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố bằng nhau ở 2 vế của phương trình.
- Phương pháp hóa trị tác dụng
- Phương pháp ion – electron
- Phương pháp nguyên tử nguyên tố
- Phương pháp dùng hệ số phân số
- Phương pháp chẵn – lẻ
- Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất
Trong khuôn khổ bài viết ngày hôm nay, mình chỉ trình bày phương pháp thông dụng được sử dụng nhiều nhất là cách cân bằng một phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp electron.
Có thể nói, bước cân bằng phản ứng oxi hóa khử là một bước rất quan trọng trong việc giải các bài tập dạng này. Điểm mấu chốt ở đây là các bạn phải xác định chính xác sản phẩm được tạo thành sau phản ứng và số oxi hóa của các chất. Chỉ có xác định chính xác số oxi hóa thay đổi thì bạn mới có thể cân bằng chính xác được. Công việc còn lại đơn giản hơn chỉ là cộng trừ nhân chia và thêm hệ số đã tính được vào phương trình.
Mỗi bạn sẽ có một tư duy khác nhau nhưng cần bám sát và hiểu rõ từng phương pháp. Các bạn hãy làm theo phương pháp nào mà các bạn cảm thấy dễ làm nhất và làm nhanh nhất là được. Chúc các bạn thành công và thành thạo nhé!