Trang chủ Hóa học Định nghĩa và phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Định nghĩa và phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

by Ngo Thinh
20 views
Lập phương trình phản ứng OXH - Khử

Nắm vững những kiến thức về phản ứng oxi hóa khử sẽ giúp cho ta hiểu rõ về các hiện tượng tự nhiên, lĩnh vực khoa học kỹ thuật trong cuộc sống. Bài viết dưới đây của lytuong sẽ giúp các bạn hiểu thêm về định nghĩa, các bước lập phương trình, phương pháp cân bằng và tổng hợp những phản ứng thường gặp nhất.

Phản ứng oxi hóa khử là gì?

Chi tiết về khái niệm phản ứng OXH – Khử, chất khử, chất oxi hóa, sự khử, sự oxi hóa, ý nghĩa và cách nhận biết.

Định nghĩa

Hình ảnh minh họa về phản ứng OXH - Khử

Hình ảnh minh họa về phản ứng OXH – Khử

Oxi hóa khử là phản ứng gì mà trở thành nỗi ác mộng của rất nhiều học sinh. Theo đó, theo định nghĩa trong chương trình Hóa học 10, phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học, có sự dịch chuyển electron giữa các chất trong phản ứng. Hay có thể hiểu đơn giản, đây là phản ứng hóa học có sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tố.

Xem thêm: Phản ứng hóa học là gì?

Chất khử, chất oxi hóa, sự oxi hóa, sự khử

Nói đến phản ứng oxi hóa khử không thể không nhắc đến chất khử, chất oxi hóa, sự oxi hóa và sự khử.

  • Chất khử: Chất nhường electron (số oxi hóa tăng) sau phản ứng
  • Chất oxi hóa: Chất nhận electron (số oxi hóa giảm) sau phản ứng
  • Sự oxi hóa: Hay quá trình oxi hóa của một chất làm tăng số oxi hóa của chất đó (nhường electron)
  • Sự khử: Hay quá trình khử của một chất làm giảm số oxi hóa của chất đó (nhận electron).

Từ đó, có thể hiểu, sự nhường và sự nhận là hai hoạt động xảy ra đồng thời trong một phản ứng. Để dễ ghi nhớ hơn, các bạn hãy nhớ một câu thần chú: Chất khử tạo nên sự oxi hóa, chất oxi hóa tạo nên sự khử.

Ví dụ phản ứng oxi hóa khử:

Ví dụ phản ứng oxi hóa khử

Ý nghĩa

Phản ứng oxi hóa khử xuất hiện và đóng vai trò rất quan trọng trong thiên nhiên. Mọi sự vật, hiện tượng đều được lý giải dựa trên cơ sở của phản ứng này, bao gồm: Quá trình hô hấp, quang hợp, trao đổi chất,… Không chỉ vậy, PU oxi hóa khử còn thể hiện bằng sự đốt cháy nhiên liệu, luyện kim, chế tạo hóa chất, dược phẩm, phân bón hóa học,… Toàn bộ các quá trình này không thể thiếu các phản ứng OXH – Khử.

Cách nhận biết

Khái niệm PU oxi hóa khử đã nêu rất rõ để chúng ta nhận biết được chúng. Theo đó, dấu hiệu để nhận biết đó là có sự thay đổi số oxi hóa của một nguyên tố.

Ví dụ: Phản ứng hóa học giữa H2 và O2 tạo ra H2O, số oxi hóa của nguyên tố đã thay đổi, vì vậy, đây là phản ứng oxi hóa khử.

Các bước lập phương trình oxi hóa khử

Lập phương trình phản ứng OXH - Khử

Lập phương trình phản ứng OXH – Khử

Để lập phương trình oxi hóa khử, chúng ta cần thực hiện theo những bước sau đây:

  • Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố, biết được chất nào là khử, chất nào là oxi hóa
  • Bước 2: Viết phương trình oxi hóa, khử và cân bằng phương trình
  • Bước 3: Ghi hệ số các chất vào sơ đồ phản ứng và cân bằng phương trình.

Ví dụ phương trình phản ứng oxi hóa khử đơn giản: Al + HNO3

Điền vào phương trình, không điền HNO3 (để cuối cùng)

8Al + HNO3 —–> 8Al(NO3)3 + 3N2O + H2O

Lúc này, ta thấy vế phải có 30N nên hệ số HNO3 là 30. Hệ số H vế trái là 30, nên hệ số H2O là 15.

Suy ra: Phương trình oxi hóa hoàn chỉnh là 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O.

Xem thêm: Cân bằng hóa học là gì?

Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Sau đây là những phương pháp cân bằng PU oxi hóa khử phổ biến và thường được sử dụng nhất.

Phương pháp cân bằng đại số đơn giản

Đây là phương pháp đầu tiên, sử dụng cân bằng đại số đơn giản nhưng ít khi được sử dụng. Để giải được phương trình này, chúng ta sẽ đặt các hệ số là a,b,c,… dựa vào mối quan hệ giữa các nguyên tử rồi tổng hợp thành phương trình bậc nhất nhiều ẩn. Cần thận trọng khi sử dụng phương pháp này, trong nhiều trường hợp khó, đây là phương pháp được các bạn học sinh ưu tiên sử dụng.

Ví dụ: Cân bằng phương trình:

Đặt các hệ số lần lượt là a,b,c,d,e ta được:

Vận dụng mối quan hệ giữa các nguyên tố, ta có hệ phương trình:

3b=c+d

a=2e

a=3c+2d

4b=e

Giải hệ phương trình ta được kết quả: a=8, b=1, c=2, d=1, e=4

Vậy phương trình hóa học hoàn chỉnh là:

Phương pháp chẵn lẻ

Đầu tiên, chúng ta tìm nguyên tố ở công thức này là chẵn, công thức khác là lẽ, sau đó, đặt hệ số 2 trước công thức lẽ để ra số chẵn. Cuối cùng chỉ cần cân bằng lại hệ số các nguyên tố khác. Phương pháp này chỉ áp dụng với những phản ứng hóa học đơn giản.

Ví dụ: Cân bằng PTHH: Fe + O2 → Fe2O3 ta được phương trình: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Phương pháp cân bằng electron

Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất.

  • Xác định số oxi hóa từng nguyên tố
  • Viết phương trình oxi hóa, khử, cân bằng mỗi phương trình
  • Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng e cho bằng tổng e nhận.

Ví dụ: Cân bằng PTHH: P + O2 = P2O5

Số oxi hóa từng nguyên tố trong phản ứng:

Đặt hệ số vào phương trình ta được phương trình hoàn chỉnh là:

Các phản ứng oxi hóa khử thường gặp

Sau đây là những phản ứng oxi hóa khử rất thường gặp trong chương trình Hóa học:

  • 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
  • Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
  • 2KClO3 →2KCl + 3O2
  • Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
  • 2HNO3+ 3H2S → 3S + 2NO + 4H2O
  • H2 + Cl2 -> 2HCl
  • Fe + 2HCl -> FeCl + H2
  • FeCl2 + Cl2 -> 2FeCl3
  • Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Bài tập

Bài 1: Xác định hệ số cân bằng của MnSO4 trong phản ứng sau:

KMnO4 +SO2 + H2O → MnSO4 + K2SO4 + H2SO4

Giải: PTHH 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4

Đáp án là 2.

Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp Fe và Mg vào dung dịch axit HCl dư, ta thấy 11,2 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X, sau phản ứng thu được bao nhiêu gam muối khan?

Giải: Mg + 2HCl => MgCl2 + H2

Fe + 2HCl => FeCl2 + H2

2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3H2

nH2 = 0.5 mol => nHCl = 2nH2 = 1 mol

=> nCl = 1 mol => mCl = 35.5 g

mM = mKl + mCl = 20 + 35.5 = 55.5 g

Bài 3: Cho 15,8 gam KmnO4 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:

Giải: Ta có: Mn7 nhường 5 e (Mn+2),Cl-thu 2.e (Cl2)

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có :

5.nKmnO4 =2.nCl2

⇒ nCl2 = 5/2 nKmnO4 =0.25 mol;

VCl2 =0,25 . 22,4 =0,56 lít

Kết luận

Trên đây là những lý thuyết đầy đủ nhất về phản ứng oxi hóa khử. Nhìn chung, đây là phản ứng vô cùng quan trọng và đóng vai trò cấp thiết không chỉ hóa học mà còn thực tiễn cuộc sống. Hy vọng bài viết đã giải đáp đầy đủ những thắc mắc của các bạn, lytuong.net chúc các bạn học tốt và chờ đợi thêm nhiều chuyên mục hấp dẫn hơn nữa nhé.

Rate this post

Lytuong.net – Contact: admin@lytuong.net