Phần 1 Chương 3 Chiều Của Phản Ứng

HĨA HỌC VƠ CƠ

Tài liệu tham khảo:
- Hóa học Vơ cơ – Lệ Mậu Quyền
- Bài tập Hóa học Vơ cơ – Lê Mậu Quyền


HĨA HỌC VƠ CƠ

Nội dung: 3 phần:
- Những kiến thức cơ bản của Hóa Đại cương
- Các nguyên tố nhóm A
- Các nguyên tố nhóm B (nguyên tố d)


HĨA HỌC VƠ CƠ

Phần 1: Những kiến thức của Hóa Đại cương:
- Chương 1. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
- Chương 2. Liên kết hóa học
- Chương 3. Chiều phản ứng hố học vơ cơ
- Chương 4. Một số t/chất chung của các chất vô cơ


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
1. Chất điện ly mạnh
a. Khái niệm
- Điện ly hồn tồn
- Phương trình điện ly viết dấu “” hoặc “ = ”

- Trong phương trình ion, viết dưới dạng ion.
Ví dụ:

HCl = H

+

+ Cl

-

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S ;
FeS + 2H

+

= Fe

2+

+ H2 S


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
1. Chất điện ly mạnh
b. Cần nắm vững các chất điện ly mạnh
- Axit mạnh: hidroaxit và oxiaxit (qui tắc Pauling)
- Bazơ mạnh: hidroxit của kim loại kiềm và kiềm thổ

- Các muối tan (hầu hết), muối axit


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
2. Tính tan
- Tính tan của các muối trung hồ thơng dụng:
+ Nhóm dễ tan
+ Nhóm khó tan
- Tính tan của các muối axit cần nhớ qui tắc sau:
+ Axit H2X và muối H(n-1)X : hầu hết tan
Ví dụ: các muối: HS , HCO3 , HSO4
2+ Axit H3X và muối H(n-1)X : hầu hết tan
Ví dụ: các muối H2PO4

-


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
3. Qui tắc viết phương trình ion
- Chất kết tủa, chất dễ bay hơi, chất điện ly yếu: nằm ở dạng phân tử
- Chất điện ly mạnh nằm ở dạng ion.
4. Quan hệ giữa Tt và s: 2 trường hợp:
- Trong nước nguyên chất
- Trong dd chứa ion đồng loại.

Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
5. Chiều của phản ứng trao đổi
a. Điều kiện xảy ra phản ứng: tạo sản phẩm là 1 trong các chất:

-

Chất kết tủa
Chất điện ly yếu
Chất dễ bay hơi

 để làm giảm nồng độ của các chất phản ứng, khi đó ∆G < 0.
b. Cơng thức tính HSCB của phản ứng xảy ra trong dd (khơng có sự thay đổi số oxi hoá):
o
∆G = -RTlnK

(K = Ka, Kb, Tt)


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
5. Chiều của phản ứng trao đổi
c. Cách lập chu trình nhiệt động để xét chiều phản ứng
Ví dụ 1: Xét phản ứng sau:

-9
-7
-11

Cho biết Tt(CaCO3) = 4,8.10 ; H2CO3 có K1 = 4.10 ; K2 = 5.10
và K3 = 600 . Xác định K và chiều của pư ở đk chuẩn và 298K?


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

I. Phản ứng trao đổi
5. Chiều của phản ứng trao đổi
c. Cách lập chu trình nhiệt động để xét chiều phản ứng:
Ví dụ 2:


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hoá khử
1. Một số lưu ý về số oxi hố : Cách xác định số oxi hóa:
- Trong đơn chất, số oxi hoá = 0
- Trong hợp chất cần nhớ các lưu ý:
+ Các nguyên tố chỉ mang 1 số oxi hoá (+) hoặc (-) âm duy nhất:
Kim loại kiềm:
Kim loại nhóm IIA:
Zn:

+II

Al:

+III

F:

-I

+I
+II


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hoá khử
1. Một số lưu ý về số oxi hố: Cách xác định số oxi hóa:
+ Số oxi hóa của hidro trong hợp chất :
Hầu hết:

+I

Hidrua kim loại: -I
+ Số oxi hóa của oxi trong các hợp chất:
Hầu hết:
OF2:

-II
+II

2Hợp chất dạng O2 : -I
+ Trong một chất có nguyên tố mang 2 số oxi hoá khác nhau:
NH4NO3 (N: -III, +V); Fe3O4 (Fe: +II, +III); S2O3

2-

(S: +VI, -II)


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hoá khử
2. Cách cân bằng phản ứng oxi hố khử trong các trường hợp sau:
a. Khơng có sự tham gia của môi trường (không xảy ra sự phân ly các chất thành ion): Cân bằng theo số e trao đổi
giữa chất oxi hóa và chất khử.
Ví dụ: KClO3 = KCl + 3/2 O2
+
b. Có sự tham gia của môi trường: H , OH , H2O : dùng PP ion - e:
Qui tắc cân bằng e theo pp ion - e:

-

Trước hết phải viết đúng những ion tồn tại trong dung dịch nước (những chất điện ly yếu, chất kết tủa và chất
bay hơi giữ nguyên dạng phân tử).

-

Sau đó gồm 6 bước và các chú ý sau:


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
*) Gồm 6 bước:
- Xác định các nguyên tố có số oxi hóa biến đổi trước và sau pưg

- Viết q trình oxi hóa q trình khử trong phản ứng một cách riêng biệt kèm theo số e trao đổi của từng cặp.
- Cân bằng điện tích của từng quá trình
- Cân bằng số nguyên tử của từng quá trình
- Cân bằng số e trao đổi giữa chất khử và chất oxi hóa ở 2 QT
- Cộng 2 QR lại  được PT ion  chuyển sang dạng PT phân tử


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
*) Chú ý: Nguyên tắc để cân bằng điện tích:
+
- Nếu phản ứng thực hiện trong MT axit: chỉ được thêm H (thêm ở vế phải hoặc vế trái đều được), không
được thêm OH ; sản phẩm phản ứng không thể có OH .
- Nếu phản ứng thực hiện trong MT bazơ: chỉ được thêm OH (thêm ở vế phải hoặc vế trái đều được), không
+
+
được thêm H ; sản phẩm phản ứng khơng thể có H .
+
- Nếu phản ứng thực hiện trong MT TT: có thể thêm H hoặc OH nhưng chỉ được thêm ở vế phải.


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Ví dụ 1: Mơi trường axit
K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
2+

3+
2Cr2O7 + SO2 + H → Cr + SO4 + H2O

2-

Cr2O7

+ 6e + 14H

+

→ 2Cr

3+

+ 7H2O

2+
SO2 - 2e + 2H2O → SO4 + 4H
2-

Cr2O7

+
3+
2+ 3SO2 + 2H + → 2Cr + 3SO4 + H2O

K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
2

Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Ví dụ 1: Mơi trường axit
K2Cr2O7 + KNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + KNO3 + H2O
2+
3+
Cr2O7 + NO2 + H → Cr + NO3 + H2O

2-

Cr2O7

+ 6e + 14H

+

→ 2Cr

3+

+ 7H2O

+
NO2 - 2e + H2O → NO3 + 2H
2-

Cr2O7

+
3+
+
+ 14H + 3NO2 +3 H2O → 2Cr + 7H2O +3NO3 + 6H
2-

Cr2O7

+ 8H

+

3+
+ 3NO2 → 2Cr + 3NO3 + 4H2O

K2Cr2O7 + 3KNO2 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 +3 KNO3 + K2SO4 + 4H2O


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Ví dụ 2: Mơi trường kiềm
2KMnO4 + NaNO2 + NaOH(đ) → MnO4 + NO3 +….
2MnO4 + NO2 + OH → MnO4 + NO3 +….

2MnO4 + 1e → MnO4
NO2 - 2e + 2OH → NO3 + H2O
22MnO4 + NO2 + 2OH → 2MnO4 + NO3 + H2O

2KMnO4+ NaNO2 + 2NaOH → K2MnO4 + NaNO3 + Na2MnO4 + H2O


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Ví dụ 3: Mơi trường trung tính
KMnO4 + KNO2 + H2O → MnO2(r) + NO3 +….
MnO4 + NO2 + H2O → MnO2(r) + NO3 +….

MnO4 + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH
+
NO2 - 2e + H2O → NO3 + 2H
+
2MnO4 + 3NO2 + 7H2O → 2MnO2 + 3NO3 + 8OH + 6H
6H2O + 2OH
 2MnO4 + 3NO2 + H2O → 2MnO2 + 3NO3 + 2OH
→ 2KMnO4 + 3KNO2 + H2O→ 2MnO2 + 3KNO3 + 2KOH

-


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Ví dụ 4: Mơi trường trung tính
K2MnO4 + CO2 → KMnO4 + MnO2 + K2CO3

 MnO4

2-

2+ CO2 → MnO4 + MnO2(r) + CO3

2MnO4 - 1e → MnO4
MnO4
3MnO4

2-

2-

2+ 2e + 2CO2 → MnO2 + 2CO3

2+ 2CO2 → 2MnO4 + MnO2 + 2CO3

→ 3K2MnO4 + 2CO2 → 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Ví dụ 5:
KClO3 + MnO2 + K2CO3 (n/c) → K2MnO4 +KCl + CO2
22 ClO3 + MnO2 + CO3 → MnO4 + Cl + CO2

22MnO2 - 2e + 2CO3 → MnO4 + 2CO2

2ClO3 + 6e + 3CO2 → Cl + 3CO3
223MnO2 + ClO3 + 3CO3 → 3MnO4 + 2CO2 + Cl

→ 3MnO2 + KClO3 + 3K2CO3 → 3K2MnO4 + KCl + 3CO2


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
b. Có sự tham gia của mơi trường:
Xét một số ví dụ:
KClO3 + KI + H2SO4  KCl + I2 + K2SO4 + H2O

(1)

K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4  Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
KMnO4 + KNO2 + H2O  MnO2 + KNO3 + KOH

(3)

KMnO4 + K2SO3 + KOH  K2MnO4 + K2SO4 + H2O
K2MnO4 + CO2  KMnO4 + MnO2 + K2CO3

(2)

(4)
(5)

MnO2 + KClO3 + K2CO3(nóng chảy)  K2MnO4 + KCl + CO2 (6)

Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
c. Trường hợp 1 chất có 2 nguyên tố nhường e:
Ví dụ:

As2S3 + HNO3  H3AsO4 + H2SO4 + NO

As2S3↓ + HNO3 (dư) → H3AsO4 + H2SO4 + NO + ……
3+
3+
2As
-2. 2e + 8H2O → 2AsO4 + 16H
22+
3S - 3. 8e + 12H2O → 3SO4 + 24H
32+
As2S3 - 28e + 20H2O → 2AsO4 + 3SO4 + 40H
+
NO3 + 3e + 4H → NO + 2H2O
+
32+
3As2S3 + 28NO3 +60H2O +112H →6AsO4 +9SO4 + 28NO +120H + 56H2O
32+
3As2S3 + 28NO3 + 4H2O → 6AsO4 + 9SO4 + 28NO + 8H

→ 3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28NO


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. Phản ứng oxi hố khử
3. Thế khử của cặp oxi hóa - khử

aOXH + ne = bKH
ε OXH / KH = ε
o
ở 25 C:

o
OXH / KH

RT [OXH ]a
+
ln
nF
[ KH ]b

ε OXH / KH = ε

o
OXH / KH

0, 059 [OXH ]a
+
lg
n
[ KH ]b

 Nếu dạng OXH và khử ở dạng khí thì phải thay nồng độ bằng áp suất

 Thế khử càng lớn thì chất OXH càng mạnh, chất khử càng yếu và ngược lại.


Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ cơ

II. phản ứng oxi hố khử
3. Thế khử của cặp oxi hóa - khử
a. Cặp M

n+

/M ( M là kim loại): M

ε M n+ / M = ε

n+

o
M n+ / M

+ ne  M

0, 059
+
lg[ M n + ]
n

b. Cặp X2(k)/X (dd) : X2(k) + 2e  2X

εX

−
2/X

=ε

o
X2 / X −

0, 059 PCl2 ( k )
+
lg
2
[Cl − ]2