CHƯƠNG IV.
PHẢN ỨNG HÓA HỌC PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
ĐIỆN PHÂN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC
I. PHẢN ỨNG HÓA HỌC
Quá trình biến đổi các chất này thành các chất khác được gọi là phản ứng hoá học.
Trong phản ứng hoá học tổng khối lượng c chất tham gia phản ứng bằng tổng khối
lượng các chất tạo thành sau phản ứng.
Các dạng phản ứng hoá học bản:
a) Phản ứng phân tích phản ng trong đó một chất bị phân tích thành nhiều chất
mới.
Ví d: CaCO3 = CaO + CO2
b) Phản ứng kết hợp phản ứng trong đó hai hay nhiều chất kết hợp với nhau tạo
thành một chất mới.
Ví d. BaO + H2O = Ba(OH)2.
c) Phản ứng thế phản ng trong đó nguyên tcủa ngyên tnày dạng đơn chất
thay thế nguyên tử của nguyên tkhác trong hợp chất.
Ví d. Zn + H2SO4 loãng = ZnSO4 + H2
d) Phản ứng trao đổi phản ứng trong đó c hợp chất trao đổi nguyên thay nhóm
nguyên tvới nhau.
Ví d. BaCl2 + NaSO4 = BaSO4 + 2NaCl.
e) Phản ứng oxi hoá - kh
II. PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ
1. Số oxi hoá.
Để thuận tiện khi xem xét phản ứng oxi hoá - kh và tính chất của các nguyên tố,
người ta đưa ra khái niệm số oxi hoá (còn gọi là mức oxi hoá hay điện tích hoá trị).
Soxi hoá điện tích quy ước mà nguyên tđược nếu giả thuyết rằng cặp e liên
kết (do 2 nguyên tgóp chung) chuyển hoàn toàn vphía nguyên t độ âm điện lớn
hơn.
Số oxi hoá được tính theo quy tắc sau :
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 c nguyên ttrong một ion phức tạp bằng điện tích của
ion. Ví dtrong ion , số oxi hoá của H là +1, của O là 2 của S là +6.
+ 1 + 6 + (2. 4) = 1.
Trong đơn chất, số oxi hoá của các nguyên tử bằng 0.
Ví d: Trong Cl2, số oxi hoá của Cl bằng 0.
Khi tham gia hp chất, số oxi hoá của một số nguyên tố có trị số không đổi như sau.
+ Kim loại kiềm luôn bằng +1.
+ Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2.
+ Oxi (trtrong peoxit bằng 1) luôn bng 2.
+ Hiđro (trừ trong hiđrua kim loại bằng 1) luôn bằng 2.
+ Al thường bằng +3.
Chú ý: Dấu của số oxi hoá đặt trước giá trị, còn dấu của ion đặt sau giá trị.
Ví d:
2. Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử
Phản ứng oxi hoá - khlà phản ứng trong đó sự trao đổi e giữa các nguyên t
hoặc ion của các chất tham gia phản ứng, do đó làm thay đổi số oxi hoá của chúng.
Ví d:
Chất nhường e gọi là chất khử (hay chất bị oxi hoá).
Chất thu e gọi là chất oxi hoá (hay chất bị khử).
Quá trình kết hợp e vào chất oxi hoá được gọi là sự khử chất oxi hoá
Quá trình tách e khỏi chất khử được gọi là soxi hoá chất khử:
3. Cân bằng phương trình phn ứng oxi hoá - khử.
Nguyên tắc khi cân bằng : Tổng số e mà chất khử cho phải bằng tổng số e mà cht
oxi hoá nhận và snguyên tử của mỗi nguyên tố được bảo toàn.
Quá trình cân bằng tiến hành theo các bước:
1) Viết phương trình phản ng, nếu chưa biết sản phẩm thì phải dựa vào điều kiện cho
ở đề bài để suy luận.
2) Xác định số oxi hoá của c nguyên t số oxi hoá thay đổi. Đối với những
nguyên tố có số oxi hoá không thay đổi thì không cần quan tâm.
3) Viết các phương trình e (cho - nhận e).
4) Cân bằng số e cho và nhận.
5) Đưa hệ số tìm được từ phương trình e vào phương trình phản ứng.
6) Cân bằng phần không tham gia quá trình oxi hoá - khử.
d: Cho miếng Al vào dd axit HNO3 loãng thấy bay ra chất khí không màu, không
mùi, không cháy, nhẹ hơn không khí, viết phương trình phản ứng và cân bằng.
Giải: Theo đầu bài, khí bay ra là N2.
Phương trình phản ứng (bước 1):
Bước 5:
Bước 6: Ngoài 6 HNO3 tham gia quá trình oxi hoá - kh còn 3.10 = 3OHNO3 tạo
thành muối nitrat (10Al(NO3)3).
Vậy tổng số phân tử HNO336 và tạo thành 18H2O.
Phương trình cuối cùng:
Dạng ion:
Chú ý: Đối với những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tnhiều số oxi
hoá khác nhau, ta thviết gộp hoặc viết riêng từng phản ứng đối với từng sản phẩm,
sau đó nhân các phản ứng riêng với hệ số tlệ theo điều kiện đầu bài. Cuối cùng cộng
gộp các phản ứng lại.
Ví d: Cân bằng phản ứng:
Giải
Các phản ứng riêng (đã cân bằng theo nguyên tc trên):
Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với 9 rồi cộng 2 phương trình lại:
4. Một số dạng phản ứng oxi hoá - khử đặc biệt
1. Phản ứng oxi hoá khử nội phân tử.
Chất oxi hoá và chất khử là những nguyên tkhác nhau nằm trong cùng một phân tử.
Ví d.
2. Phản ứng tự oxi hoá - tự khử
Chất oxi hoá và chất khử cùng là một loại nguyên ttrong hợp chất.
Ví d: Trong phản ứng.
c) Phản ứng có 3 nguyên tố thay đổi số oxi hoá.
Ví d: Cân bằng phản ứng sau theo phương pháp cân bằng e
d) Phản ứng oxi hoá - khử có môi trường tham gia.
Ở môi trường axit thường có ion H+ tham gia tạo thành H2O. Ví d:
Ở môi trường kiềm thường có ion OH tham gia tạo thành H2O. Ví d:
Ở môi trường trung tính có thcó H2O tham gia. Ví d:
III. SỰ ĐIỆN PHÂN
1. Định nghĩa.
Điện phân là sthực hiện các quá trình oxi h- khtrên bmặt điện cực nhờ dòng
điện một chiều bên ngoài
Quá trình điện phân được biểu diễn bằng sơ đồ điện phân. d: đồ điện phân
NaCl nóng chảy.