Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 4: Phản ứng oxi hóa - khử

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 4: Phản ứng oxi hóa - khử

giúp các bạn học sinh hệ thống lại kiến thức Hóa vô cơ chương 4 lớp 10, từ đó biết cách xác định loại phản ứng, trên cơ sở đó có thể viết và cân bằng phương trình phản ứng và giải thích hiện tượng thực tế. Mời các bạn cùng tham khảo.

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 1: Nguyên tử

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Định luật tuần hoàn

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 3: Liên kết hóa học

Bài tập về phản ứng oxi hóa - khử

Chương 4: PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ

PHẢN ỨNG ÔXI HÓA KHỬ là phản ứng trong đó nguyên tử (hay ion) này nhường electron cho nguyên tử (hay ion) kia.

Trong một phản ứng oxi hoá - khử thì quá trình oxi hoá và quá trình khử luôn luôn xảy ra đồng thời.

Điều kiện phản ứng ôxi hóa - khử là chất ôxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh để tạo thành chất oxi hóa và chất khử yếu hơn.

1. CHẤT ÔXI HÓA là chất nhận electron, kết quả là số oxi hóa giảm.

Nếu hợp chất có nguyên tử (hay ion) mang soh cao nhất là chất ôxi hóa (SOH cao nhất ứng với STT nhóm) hay soh trung gian (sẽ là chất khử nếu gặp chất oxi hóa mạnh).

Ion kim loại có soh cao nhất Fe³⁺, Cu²⁺, Ag⁺...

ANION NO₃^- trong môi trường axit là chất ôxi hóa mạnh (sản phẩm tạo thành là NO₂, NO, N₂O, N₂, hay NH₄); trong môi trường kiềm tạo sản phẩm là NH₃ (thường tác dụng với kim loại mà oxit và hiđrôxit là chất lưỡng tính); trong môi trường trung tính thì xem như không là chất oxi hóa.

H₂SO₄ ĐẶC là chất oxi hóa mạnh (tạo SO₂, S hay H₂S)

MnO₄^- còn gọi là thuốc tím (KMnO₄) trong môi trường H⁺ tạo Mn²⁺ (không màu hay hồng nhạt), môi trường trung tính tạo MnO₂ (kết tủa đen), môi trường OH^- tạo MnO₄^2- (xanh).

HALOGEN

ÔZÔN

2. CHẤT KHỬ là chất nhường electron, kết quả là số oxi hóa tăng.

Nếu hợp chất có nguyên tử (hay ion) mang soh thấp nhất là chất khử (soh thấp nhất ứng với 8 - STT nhóm) hay chứa số oxi hoá trung gian (có thể là chất oxi hóa khi gặp chất khử mạnh)

Đơn chất kim loại, đơn chất phi kim (C, S, P, N...).

Hợp chất (muối, bazơ, axit, oxit) như: FeCl₂, CuS₂, Fe(OH)₃, HBr, H₂S, CO, Cu₂O...

Ion (cation, anion) như: Fe²⁺, Cl^-, SO₃^2-...

3. QUÁ TRÌNH OXI HÓA là quá trình (sự) nhường electron.

4. QUÁ TRÌNH KHỬ là quá trình (sự) nhận electron.

5. SỐ OXI HOÁ là điện tích của nguyên tử (điện tích hình thức) trong phân tử nếu giả định rằng các cặp electron chung coi như chuyển hẳn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Qui ước 1: Số oxi hoá của nguyên tử dạng đơn chất bằng không

Fe⁰               Al⁰                H₂⁰                    O₂⁰                       Cl₂⁰

Qui ước 2: Trong phân tử hợp chất, số oxi hoá của nguyên tử Kim loại nhóm A là +n; Phi kim nhóm A trong hợp chất với kim loại hoặc hyđro là 8 - n (n là STT nhóm)

Kim loại hoá trị 1 là +1: Ag⁺¹Cl             Na₂⁺¹SO₄              K⁺¹NO₃

Kim loại hoá trị 2 là +2: Mg⁺²Cl₂           Ca⁺²CO₃                Fe⁺²SO₄

Kim loại hoá trị 3 là +3: Al⁺³Cl₃             Fe₂⁺³(SO₄)₃

Của oxi thường là –2: H₂O^-2               CO₂^-2                   H₂SO₄^-2                 KNO₃^-2

Riêng H₂O₂^-1         F₂O⁺²

Của Hidro thường là +1: H⁺¹Cl                H⁺¹NO₃                 H₂⁺¹S

Qui ước 3: Trong một phân tử tổng số oxi hoá của các nguyên tử bằng không.

H₂SO₄ 2(+1) + x + 4(-2) = 0 → x = +6

K₂Cr₂O₇ 2(+1) + 2x + 7(-2) = 0 → x = +6

Qui ước 4: Với ion mang điện tích thì tổng số oxi hoá của các nguyên tử bằng điện tích ion. Mg²⁺ số oxi hoá Mg là +2, MnO₄^- số oxi hoá Mn là: x + 4(-2) = -1 → x = +7

6. CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ:

B1. Xác định số oxi hoá các nguyên tố. Tìm ra nguyên tố có số oxi hoá thay đổi.

B2. Viết các quá trình làm thay đổi số oxi hoá

Chất có oxi hoá tăng: Chất khử - ne → số oxi hoá tăng

Chất có số oxi hoá giảm: Chất oxi hoá + me → số oxi hoá giảm

B3. Xác định hệ số cân bằng sao cho số e cho = số e nhận

B4. Đưa hệ số cân bằng vào phương trình, đúng chất và kiểm tra lại theo trật tự: kim loại – phi kim – hidro – oxi

Cân bằng:

Fe₂O₃             +            3H₂          →          2Fe      +            3H₂O

Chất oxi hoá              chất khử

Fe³⁺ là chất oxi hoá                     H₂ là chất khử

7. PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG ÔXI HÓA KHỬ

Môi trường

Chất phản ứng

Phản ứng oxi hóa - khử nội phân tử: Là phản ứng oxi hóa - khử trong đó chất khử và chất oxi hóa đều thuộc cùng phân tử.

Phản ứng tự oxi hóa - tự khử là phản ứng oxi hóa – khử trong đó chất khử và chất oxi hóa đều thuộc cùng một nguyên tố hóa học, và đều cùng bị biến đổi từ một số oxi hóa ban đầu.

Cl₂ + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

8. CÂN BẰNG ION – ELECTRON

Phản ứng trong môi trường axit mạnh (có H⁺ tham gia phản ứng) thì vế nào thừa Oxi thì thêm H⁺ để tạo nước ở vế kia.

Phản ứng trong môi trường kiềm mạnh (có OH^- tham gia phản ứng) thì vế nào thừa Oxi thì thêm nước để tạo OH^- ở vế kia.

Phản ứng trong môi trường trung tính (có H₂O tham gia phản ứng) nếu tạo H⁺, coi như H⁺ phản ứng; nếu tạo OH^- coi như OH^- phản ứng nghĩa là tuân theo các nguyên tắc đã nêu trên.

9. CẶP OXI HÓA – KHỬ là dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố. Cu²⁺/Cu; H⁺/H₂.

10. DÃY ĐIỆN HÓA là dãy những cặp oxi hóa - khử được xếp theo chiều tăng tính oxi hóa và chiều giảm tính khử.

11. CÁC CHÚ Ý ĐỂ LÀM BÀI TẬP

Khi hoàn thành chuỗi phản ứng tính số oxi hóa để biết đó là phản ứng oxi hóa - khử hay không.

Để chứng minh hoặc giải thích vai trò của một chất trong phản ứng thì trước hết dùng số oxi hóa để xác định vai trò và lựa chất phản ứng.

Toán nhớ áp dụng định luật bảo toàn electron dựa trên định luật bảo toàn nguyên tố theo sơ đồ.

Một chất có hai khả năng axit - bazơ mạnh và oxi hóa - khử mạnh thì xét đồng thời

Riêng một chất khi phản ứng với chất khác mà có cả 2 khả năng phản ứng axit - bazơ và oxi hoá - khử thì được xét đồng thời (thí dụ Fe₃O₄ + H⁺ + NO₃^-)

Hỗn hợp gồm Mn⁺, H⁺, NO₃^- thì xét vai trò oxi hóa như sau (H⁺, NO₃^-), H⁺, Mn⁺