Phản Ứng Oxi Hoá – Khử
Số oxi hoá · Chất khử – chất oxi hoá · Thăng bằng electron · Ứng dụng thực tiễn
Cách viết: dấu trước, số sau. Ví dụ: +1, −2, 0.
▸ Bốn quy tắc xác định số oxi hoá
Số oxi hoá của nguyên tử trong đơn chất luôn bằng 0.
VD: 0$\text{Na}$, 0$\text{H}_2$, 0$\text{O}_2$, 0$\text{Fe}$.
$\text{H}$ thường +1; $\text{O}$ thường −2;
KL nhóm IA +1; IIA +2; Al +3.
Trong hợp chất, tổng số oxi hoá của tất cả nguyên tử $= 0$.
VD: $\text{Al}_2\text{O}_3$: $(+3) \times 2 + (-2) \times 3 = 0$ ✓
Ion đơn nguyên tử: số oxi hoá $=$ điện tích ion.
Ion đa nguyên tử: tổng số oxi hoá $=$ điện tích ion.
VD: $\text{NH}_4^+$: $(-3) + (+1) \times 4 = +1$ ✓
$\Rightarrow$ Số oxi hoá TĂNG
(Quá trình oxi hoá)
$\Rightarrow$ Số oxi hoá GIẢM
(Quá trình khử)
Có sự thay đổi số oxi hoá của ít nhất một nguyên tử trước và sau phản ứng.
Al luôn $+3$; O luôn $-2$; H luôn $+1$ → không có thay đổi số oxi hoá → KHÔNG phải phản ứng oxi hoá – khử.
C: $0 \to +2$ (tăng) và $+4 \to +2$ (giảm) → có thay đổi số oxi hoá → là phản ứng oxi hoá – khử.
Một chất có thể vừa là chất oxi hoá vừa là chất khử (phản ứng tự oxi hoá – khử). VD: $\text{Cl}_2 + 2\text{NaOH} \to \text{NaCl} + \text{NaClO} + \text{H}_2\text{O}$ — Cl từ $0$ vừa giảm xuống $-1$ (NaCl) vừa tăng lên $+1$ (NaClO).
▸ 4 bước cân bằng
$\Rightarrow$ Chất khử: $\text{NH}_3$; chất oxi hoá: $\text{O}_2$.
$\text{N}^{-3} \to \text{N}^{+2} + 5e$ (oxi hoá)
$\text{O}_2^{\,0} + 4e \to 2\text{O}^{-2}$ (khử)
$\times 4$ vế trên: $4\text{N}^{-3} \to 4\text{N}^{+2} + 20e$
$\times 5$ vế dưới: $5\text{O}_2 + 20e \to 10\text{O}^{-2}$
$4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ,\text{xt}} 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}$
▸ a) Sự cháy
Phản ứng cháy = chất cháy (nhiên liệu: than, xăng, gas…) + chất oxi hoá (thường là $\text{O}_2$) ở nhiệt độ cao, kèm toả nhiệt & phát sáng.
- $\text{C} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{CO}_2$
- $2\text{C}_4\text{H}_{10} + 13\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 8\text{CO}_2 + 10\text{H}_2\text{O}$ (đốt gas)
▸ b) Sự han gỉ kim loại
Kim loại bị oxi hoá bởi $\text{O}_2$ và hơi nước trong không khí, đặc biệt phổ biến ở khí hậu nhiệt đới ẩm:
$4\text{Fe} + 3\text{O}_2 + x\text{H}_2\text{O} \to 2\text{Fe}_2\text{O}_3 \cdot x\text{H}_2\text{O}$ (gỉ sắt)
▸ c) Sản xuất hoá chất
Phần lớn phản ứng trong sản xuất công nghiệp là phản ứng oxi hoá – khử. VD sản xuất $\text{H}_2\text{SO}_4$:
- $\text{S} + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{SO}_2$ (oxi hoá – khử)
- $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ,\text{xt}} 2\text{SO}_3$ (oxi hoá – khử)
- $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \to \text{H}_2\text{SO}_4$ (KHÔNG phải oxi hoá – khử)
▸ d) Chuyển hoá nitrogen tự nhiên
Tia sét tạo điều kiện cho $\text{N}_2$ phản ứng với $\text{O}_2$:
- $\text{N}_2 + \text{O}_2 \xrightarrow{\text{tia lửa}} 2\text{NO}$
- $2\text{NO} + \text{O}_2 \to 2\text{NO}_2$
- $4\text{NO}_2 + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \to 4\text{HNO}_3$
$\text{HNO}_3$ tan vào nước mưa → $\text{NO}_3^-$ → cung cấp phân đạm tự nhiên cho cây trồng.
▸ e) Xác định nồng độ chất bằng $\text{KMnO}_4$
Dung dịch $\text{KMnO}_4$ là tác nhân oxi hoá mạnh, dùng để xác định hàm lượng chất khử như $\text{FeSO}_4$, $\text{H}_2\text{O}_2$, $\text{SO}_2$…
Để xem lý thuyết đầy đủ với các dạng bài tập tính toán theo phản ứng oxi hoá – khử (bảo toàn electron, xác định kim loại, tính nồng độ…) cùng sơ đồ tư duy và bảng sai lầm thường gặp, hãy đọc bài viết bên dưới:
Số oxi hoá, chất khử – chất oxi hoá, thăng bằng electron, các dạng bài tập tính toán đầy đủ kèm sơ đồ tư duy và bảng sai lầm thường gặp.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 27 câu bám sát chương trình SGK Hoá Học 10!
Cùng luyện Bài 15 – Phản ứng oxi hoá – khử!
27 câu: 19 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 6 tự luận (3 bổ sung cân bằng PT)
Tuyệt vời!
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ