Phản ứng oxi hóa khử là gì? Phản ứng oxi hóa khử hữu cơ là gì? Hai loại phản ứng này khác nhau như nào? Ý nghĩa của chúng ra sao? Làm thế nào để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử hữu cơ? Cùng DINHNGHIA.COM.VN tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
- Chất khử là gì ? Chất khử chính là chất nhường electron hay là chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng. Chất khử còn được gọi là chất bị oxi hóa .
- Chất oxi hóa là gì ? Chính là chất nhận electron hay là chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng. Chất oxi hóa còn được gọi là chất bị khử .
-
Sự khử là gì? Sự khử một chất [quá trình khử] nghĩa là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hóa của chất đó.
- Sự oxi hóa là gì ? Chính là quy trình oxi hóa một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hóa của chất đó .
Như vậy, sự khử và sự oxi hóa là hai quy trình trọn vẹn ngược nhau nhưng cùng xảy ra đồng thời trong cùng một phản ứng oxi hóa-khử .P / ư oxi hóa khử trong hữu cơ là phản ứng hóa học vừa xảy ra quy trình oxi hóa vừa xảy ra quy trình khử. Hay nói cách khác nó là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng, làm đổi khác số oxi hóa của một số ít chất .Thí dụ : Ta xét phương trình p / ư oxi hóa khử hữu cơ sau 🙁 overset { 0 } { H_ { 2 } } + overset { 0 } { Cl_ { 2 } } rightarrow overset { + 1 } { 2H } overset { – 1 } { Cl } ]Hidro là chất khử vì số oxi hóa của Clo tăng từ 0 lên + 1Clo là chất oxi hóa vì số oxi hóa giảm từ 0 xuống – 1Quá trình khử : [ overset { 0 } { Cl_ { 2 } } + 2 erightarrow overset { – 1 } { 2C l } ]Quá trình oxi hóa : [ overset { 0 } { H_ { 2 } } rightarrow overset { + 1 } { 2H } + 2 e ]
Vậy làm thế nào để xác lập số oxi hóa trên mỗi nguyên tử trong phân tử như ví dụ ở trên ?Một số quy tắc hóa học khi xác lập số oxi hóa đơn cử như sau :
Số oxi hóa của đơn chất luôn bằng 0. VD: Số oxi hóa các đơn chất sau: [overset{0}{Cu}]; [overset{0}{Cl_{2}}]; [overset{0}{S}],…
Đối với ion, số oxi hóa bằng số điện tích của ion. Quy tắc này đúng với cả ion tự do và ion trong các hợp chất. VD: ion [Cl^{-}] có số oxi hóa là -1.
Số oxi hóa của oxi trong các hợp chất bằng – 2 [ trừ trường hợp peoxit [ overset { + 1 } { H_ { 2 } } overset { – 1 } { O_ { 2 } } ] và hợp chất với flo [ overset { + 2 } { O } overset { – 1 } { F_ { 2 } } ] ]Số oxi hóa của hidro trong các hợp chất đa phần bằng + 1 [ trừ hợp chất hidrua [ overset { + 1 } { Na } overset { – 1 } { H } ], [ overset { + 2 } { Ca } overset { – 1 } { H_ { 2 } } ] ]Số oxi hóa của flo luôn là – 1Các kim loaị nhóm IA, IIA, IIIA luôn có số oxi hóa lần lượt là + 1, + 2 và + 3Tổng các số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử luôn bằng 0. VD : axit nitric [ HNO_ { 3 } ] trong đó số oxi hóa của hidro là + 1, vậy số oxi hóa của nhóm [ [ NO_ { 3 } ^ { – } ] ] là – 1 .
Phản ứng oxi hóa-khử ở chương trình lớp 10 có sự phát triển, đào sâu hơn phản ứng oxi hóa-khử ở chương trình lớp 8. Cụ thể là ở lớp 8 chỉ dừng lại ở định nghĩa, còn ở lớp 10 bạn sẽ được học thêm cách cân bằng một phương trình phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp thăng bằng electron. Hãy xem thêm phần này trong SGK hóa học lớp 10 để làm được phần bài tập oxi hóa khử nhé.
Xem thêm: các phương thức bán chương trình du lịch | Dương Lê
Nguyên tắc chung : Với mục tiêu nhằm mục đích cân đối p / ư oxi hóa khử chính là số điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa hay số oxi hóa tăng của chất khử phải bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa. Dưới đây là một số ít cách cân đối phản ứng oxi hóa khử phổ cập, đơn cử như sau :
Nội dung : Khi cân đối ta cố ý viết các đơn chất khí [ H2, O2, C12, N2 … ] dưới dạng nguyên tử riêng không liên quan gì đến nhau rồi lập luận qua một số ít bước .Ví dụ đơn cử : Cân bằng phản ứng hóa học : P + O2 – > P2O5Ta viết như sau : P + O – > P2O5Để tạo thành 1 phân tử P2O5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O :2P + 5O – > P2O5Tuy nhiên phân tử oxi khi nào cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P2O5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P2O5 .Vì thế : 4P + 5O2 – > 2P2 O5
Hóa trị công dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong PUHH. Khi vận dụng chiêu thức này, ta cần thực thi các bước sau :
- Xác định hóa trị tính năng
- Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta sẽ được các hệ số.
Với giải pháp dùng thông số phân số, các thông số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tổng thể các thông số .
Nguyên tắc : Một phản ứng sau khi đã cân đối thì số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải. Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi .
Nguyên tắc giải pháp : Chọn nguyên tố xuất hiện ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để khởi đầu cân đối thông số các phân tử .
Với giải pháp này, ta sẽ cân đối qua ba bước như sau :a. Xác định sự đổi khác số oxi hóa .b. Lập cân đối electron .c. Đặt các thông số tìm được vào phản ứng và tính các thông số còn lại .
Với chiêu thức này sẽ dùng để xác lập thông số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi thông số là các ẩn số và kí hiệu bằng các vần âm a, b, c, d … rồi dựa vào mối đối sánh tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất ta sẽ xác lập được thông số phân tử của các chất trong phương trình phản ứng hoá học .
Hy vọng qua bài viết này bạn đã nắm được các thông tin cơ bản về phản ứng oxi hóa khử hữu cơ cũng như các cách nhận biết một phản ứng oxi hóa khử. Biết được quá trình oxi hóa và quá trình khử là như thế nào. Nếu còn gì thắc mắc gì về bài viết phản ứng oxi hóa khử, bạn hãy để lại ý kiến bên dưới nhé để chúng mình cùng nhau trao đổi thêm nhé!
Xem thêm >>> Tính chất hóa học của oxit là gì? Định nghĩa và Phân loại
Xem thêm >>> Tỉ khối của chất khí là gì? Các bài tập về tỉ khối của chất khí
Xem thêm: Hóa học lớp 8 – Bài 16 – Phương trình hóa học
Xem thêm >>> Phản ứng hữu cơ: Cơ chế, Lý thuyết và Bài tập
Xem thêm >>> Phản ứng nhiệt nhôm là gì? Các phản ứng nhiệt nhôm thường gặp
Xem thêm >>> Hiệu suất phản ứng là gì? Bài tập chuyên đề hiệu suất phản ứng
Source: //camnangbep.com
Category: Học tập
Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng [hay phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố]. Trong một phản ứng sẽ có chất khử và chất oxi hóa, diễn ra hai quá trình: oxi hóa và khử.
- Chất khử là chất nhường electron [hay là chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng]. Chất khử còn gọi là chất bị oxi hóa.
- Chất oxi hóa là chất nhận electron [hay là chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng]. Chất oxi hóa còn gọi là chất bị khử.
- Quá trình oxi hóa [Sự oxi hóa] một chất là làm cho chất đó nhường electron hay làm tăng số oxi hóa của chất đó.
- Quá trình khử [Sự khử] một chất là làm cho chất đó nhận electron hay làm giảm số oxi hóa của chất đó.
2. Các dạng bài về phản ứng oxi hóa khử
2.1. Dạng 1: Xác định số oxi hóa
Khái niệm: Số oxi hóa của một nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó nếu giả định liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
Ví dụ:
,…: có số oxi hóa bằng 0 vì các electron chung không dịch chuyển về phía nguyên tử nào.
: Vì Clo có độ âm điện lớn hơn H nên cặp electron chung dịch chuyển về phía Cl Số oxi hóa của H: +1, Cl: -1.
: Số oxi hóa của H: +1, O: -2 [Vì 2 cặp electron chung dịch chuyển về phía Oxi].
: Số oxi hóa của H: -1, Na: +1 [Vì Na nhường 1 electron cho H].
: Số oxi hóa của O: -2, Na: +1.
: Số oxi hóa của O: -2, Na: +1.
[ H-O-O-H]: Số oxi hóa của O: -1, H: +1 [vì chỉ có 1 cặp electron dịch chuyển về phía Oxi].
: Số oxi hóa của O: +2, F: -1 [vì F có độ âm điện lớn hơn O nên cặp electron chung dịch chuyển về phía Flo].
: Số oxi hóa của Cl: -1, Ca: +2.
Đơn chất: Số oxi hóa bằng 0.
Hợp chất:
- H có số oxi hóa +1, trừ hợp chất của H với kim loại [hidrua].
- O có số oxi hóa -2, trừ và hợp chất peoxit [, …].
Kim loại: Luôn có số oxi hóa dương và bằng điện tích của ion kim loại đó.
Trong đó:
Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng 0 tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong ion bằng điện tích của ion đó.
Ví dụ: Tính số oxi hóa của N, S, C trong các hợp chất và ion sau:
: [+1] + x + [-2].3 = 0 x = +5
: [+1].2+ x + [-2].4 = 0 x = +6
[]: x + [-2].3 = -1 x = +5
[]: x + [-2].4 = -2 x = +6
: [+1] + x + [-2].3 = 0 x = +5
: [+2] +x + [-2].4 = 0 x = +6
Trong gốc luôn có số oxi hóa: +5, trong gốc luôn có số oxi hóa : +6.
: Số oxi hóa của C: -2 tổng số oxi hóa của bằng 0.
: Số oxi hóa của C: -3 tổng số oxi hóa của bằng 0.
: Số oxi hóa của C: -1 tổng số oxi hóa của bằng 0.
Trong các hợp chất hữu cơ, tổng số oxi hóa của nguyên tử C và các nguyên tử liên kết với nó bằng 0.
2.2. Dạng 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp thăng bằng electron
Phương pháp thăng bằng electron
Bước 1: Xác định số oxi hóa của những nguyên tố có số oxi hóa thay đổi. Tìm chất khử và chất oxi hóa.
Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình.
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng 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.
Lưu ý: Kiểm tra hệ số theo thứ tự: kim loại, phi kim trung tâm, hiđro, oxi.
Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron.
Bước 1:
+ +
Bước 2:
+ 6e [Quá trình oxi hóa]
+ 3e [Quá trình khử]
Bước 3:
1 + 6e
2 + 3e
Bước 4:
PTHH: + + 2
Ví dụ 2: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử sau:
- [chất khử] + [chất oxi hóa] + +
3 2 + 10e [quá trình oxi hóa]
10 + 3e N [quá trình khử]
3 + 10 6 + 10NO + 2
- [chất khử] + đặc nóng [chất oxi hóa] + +
1 Fe Fe + 3e [quá trình oxi hóa]
3 N + 1e N [quá trình khử]
+ 3 đặc nóng + 3 +
Ta thấy có 3 phân tử mà số oxi hóa của nguyên tố Nitơ không thay đổi, chúng đóng vai trò là chất tạo môi trường nên hệ số cân bằng của = = 3 +3 = 6.
+ 6 đặc nóng + 3 + 3
Ta thấy: là phân tử có 2 nguyên tố thay đổi số oxi hoá [ và ] nên chúng ta nên để nguyên dạng và xem số oxi hóa của phân tử là 0, cách cân bằng như sau:
1 + 15e [quá trình oxi hóa]
5 + 3e [quá trình khử]
Hệ số cân bằng của HNO3 = = 3 + 5 = 8
+ 8 + 2+ 5 + 2
[Chất khử] [Chất oxi hóa]
5 6 6 + 24 e [quá trình oxi hóa]
24 + 5 e Mn [quá trình khử]
Hệ số cân bằng của = = 12 + 24 = 36
5 + 24 + 36 12 + 24 + 30 + 66
- [Chất khử] + [Chất oxi hóa] + +
1 2x 2x + 2[3x – 2y] e [quá trình oxi hóa]
[3x - 2y] + 2e [quá trình khử]
hệ số cân bằng của = = 3x + 3x - 2y = 6x - 2y
2 + [6x – 2y] x+ [3x – 2y] + [6x – 2y]
[Chất khử] [Chất oxi hóa]
3 2 2 + 2e [quá trình oxi hóa]
2 + 3e [quá trình khử]
3 + 2 + 4 3 – + 2 + 2
2.3. Dạng 3: Toán bảo toàn electron
Phương pháp giải [Cho các trường hợp pha trộn các chất xảy ra phản ứng oxi hóa khử].
Bước 1: Tóm tắt đề theo sơ đồ phản ứng.
Bước 2: Xác định những nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa trước và sau phản ứng.
Bước 3: Viết quá trình khử, quá trình oxi hóa.
Bước 4: Đưa mol vào các quá trình khử và quá trình oxi hóa để tìm mol electron nhường và mol electron nhận.
Bước 5: Bảo toàn electron: = .
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 8,84 gam hỗn hợp X gồm và trong dung dịch dư thu được 6,272 lít khí [đkc]. Tính khối lượng trong hỗn hợp X?
Hướng dẫn giải:
, [8,84 gam] + [6,272 lít]
+
+
BT E: Tổng số mol nhường = Tổng số mol nhận
3x + 2y = 0,56 [1]
m hỗn hợp X: 27x + 56y = 8,84 [2]
Giải [1] và [2] ta được : x = 0,12 và y = 0,1
Vậy m Al = 0,12.27 = 3,24 gam.
Ví dụ 2: Cho V lít hỗn hợp khí A [đktc] gồm và phản ứng vừa hết với hỗn hợp B gồm 9,6 gam và 16,2 gam tạo thành 74,1 gam hỗn hợp muối clorua và oxit của 2 kim loại. Tính giá trị V?
Hướng dẫn giải:
74,1 gam
Tổng số mol e nhận = 2x + 4y
Tổng số mol e nhường = 0,8 + 1,8 = 2,6
BT E: 2x + 4y = 2,6 [1]
BTKL: mA + mB = 74,1 [2]
Giải [1] và [2] thu được: x = 0,5 và y = 0,4
Giá trị V là: V = [0,5 + 0,4].22,4 = 20,16 [lít]
Ví dụ 3: Đốt cháy một lượng Al trong 3,36 lít [đktc] khí thu được chất rắn X. Hoà tan hết X trong dung dịch dư, thấy bay ra 6,72 lít [đktc] khí . Tính khối lượng Al đã dùng?
Hướng dẫn giải:
x mol + : mol
X +
+ Tổng mol e nhường: 3x
Tổng mol e nhận = 0,6 + 1,2 =1,8
BT E: 3x = 1,8 x = 0,6
Khối lượng Al đã dùng: 0,6.27 = 16,2 gam
3. Một số bài tập về phương trình phản ứng oxi hóa khử
Câu 1: Tính số oxi hóa của N, S, C trong các hợp chất và ion sau:
, , , , ,
, , , , , , ,
, , , , ,
Câu 2: Lập phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron:
+ +
+ +
+ +
+ + +
+ + +
+ + +
+ đặc + +
+ đặc + +
+ đặc + +
+ + + +
+ + +
+ + +
Câu 3: Hòa tan hết 11 gam hỗn hợp X gồm , Fe bằng dung dịch loãng, dư thu được 8,96 lít [đktc] khí . Tính % khối lượng của Fe trong X. [ĐS: 50,91%]
Câu 4: Cho 6,72 lít [đktc] hỗn hợp khí A gồm và tác dụng hết với m gam hỗn hợp kim loại B gồm , thu được 31,9 gam chất rắn gồm các oxit và muối clorua. Biết tỉ khối của A so với là 22,5. Tính m và % khối lượng của trong B? [ĐS: 18,4 gam; 70,65%]
Câu 5: Cho 9,75 gam bột kim loại tác dụng với V lít khí clo, phản ứng xong thu được hỗn hợp rắn X. Hòa tan hết X vào dung dịch dư, thấy có 1,12 lít khí . Biết các thể tích khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính giá trị V? [ĐS: 2,24 lít]
Biên soạn: GV Hồ Minh Trang - Phạm Văn Thắng - Lương Hồng Diễm
Hy vọng bài viết sẽ giúp các em học sinh ôn tập những kiến thức cơ bản và luyện tập các dạng bài về phản ứng oxi hóa khử hiệu quả.