Phuong phap can bang pu oxi hoa khu

Phương pháp cân bằng pư oxi hóa khử (sưu tầm+tổng
hợp)
 
 

 

Nội dung 1: Số oxi hố, cách tính số oxi hóa của nguyên tố trong một hợp chất hóa học
o
o

o

Số oxi hóa của ngun tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử, khi
giả thiết rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
Quy tắc tính số oxi hóa:
•
Trong đơn chất, số oxi hóa ngun tố bằng 0:.
•
Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử (trung hồ điện) bằng 0.
•
Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằng điện tích của ion
đó.
• Khi tham gia hợp chất, số oxi hố của một số ngun tố có trị số không đổi: H là +1, O là 2…
Chú ý: Dấu của số oxi hố đặt trước con số, cịn dấu của điện tích ion đặt sau con số (số oxi hóa

Fe+3 ; Ion sắt (III) ghi: Fe3+
Nội dung 2: Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá khử
 Phương pháp 1: Phương pháp đại số
o Nguyên tắc:
Số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau.

o Các bước cân bằng
Đặt ẩn số là các hệ số hợp thức. Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân bằng nguyên tố và lập phương
trình đại số.
Chọn nghiệm tùy ý cho 1 ẩn, rồi dùng hệ phương trình đại số để suy ra các ẩn số cịn lại.
Ví dụ:
a FeS2 + b O2→ c Fe2O3 + d SO2
Ta có:

 

Fe :
a = 2c
S:
2a = d
O:
2b = 3c + 2d
Chọn c = 1 thì a=2, d=4, b = 11/2
Nhân hai vế với 2 ta được phương trình:
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2



Phương pháp 2: phương pháp cân bằng electron
o Nguyên tắc: dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử cho phải bằng
tổng số electron chất oxi hóa nhận.
o Các bước cân bằng:
Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng với các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa.
Bước 2: Viết các quá trình: khử (cho electron), oxi hóa (nhận electron).
Bước 3:

Cân bằng electron: nhân hệ số để:
Tổng số electron cho = tổng số electron nhận.
(tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng).
Bước 4: Cân bằng nguyên tố không thay đổi số oxi hoá (thường theo thứ tự:
kim loại (ion dương):
gốc axit (ion âm).
môi trường (axit, bazơ).
nước (cân bằng H2O để cân bằng hiđro).

 
tố đó.

 

Bước 5: Kiểm soát sớ nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau).

o Lưu ý:
Khi viết các q trình oxi hố và q trình khử của từng nguyên tố, cần theo đúng chỉ số qui định của ngun
o Ví dụ:
Fe + H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O


Fe0 → Fe+3 + 3e

2Fe0 → 2Fe+3 + 6e

1x

 

3 x S+6 + 2e → S+4
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H20


Phương pháp 3: phương pháp cân bằng ion – electron
o Phạm vi áp dụng: đối với các quá trình xảy ra trong dung dịch, có sự tham gia của môi trường
(H2O, dung dịch axit hoặc bazơ tham gia).
o

Các ngun tắc:
•
•

 

Nếu phản ứng có axit tham gia: vế nào thừa O phải thêm H+ để tạo H2O và ngược lại.
Nếu phản ứng có bazơ tham gia: vế nào thừa O phải thêm H2O để tạo ra OH-

 Các bước tiến hành:
Bước 1: Tách ion, xác định các nguyên tố có số oxi hóa thay đổi và viết các nửa phản ứng oxi hóa – khử.
Bước 2: Cân bằng các bán phản ứng:
Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế:
Thêm H+ hay OHThêm H2O để cân bằng số nguyên tử hiđro

Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau).
Cân bằng điện tích: thêm electron vào mỗi nửa phản ứng để cân bằng điện tích
Bước 3: Cân bằng electron: nhân hệ số để:
Tổng số electron cho = tổng số electron nhận.
(tổng số oxi hóa giảm = tổng số oxi hóa tăng).
Bước 4: Cộng các nửa phản ứng ta có phương trình ion thu gọn.

Bước 5: Để chuyển phương trình dạng ion thu gọn thành phương trình ion đầy đủ và phương trình phân tử cần cộng
vào 2 vế những lượng bằng nhau các cation hoặc anion để bù trừ điện tích.
 
Ví dụ: Cân bằng phương trình phản ứng:
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

 

Bước 1: Cu + H+ + NO3- → Cu2+ + 2NO3- + NO + H2O

Cu0 → Cu2+
NO3-

→ NO

Bước 2: Cân bằng nguyên tố:

Cu → Cu2+

NO3- + 4H+ → NO + 2H2O

Cân bằng điện tích

Cu → Cu2+ + 2e

NO3- + 4H+  + 3e → NO + 2H2O
Bước 3: Cân bằng electron:

3x
2x

 

Cu → Cu2+ + 2e

NO3- + 4H+  + 3e → NO + 2H2O
Bước 4:

3Cu + 2NO3- + 8H+  → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Bước 5:

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O

 Nội dung 3: Các dạng phản ứng oxi hóa khử phức tạp
1. Phản ứng oxi hố khử có hệ số bằng chữ
o Nguyên tắc:
Cần xác định đúng sự tăng giảm số oxi hoá của các nguyên tố


Ví dụ:
Fe3O4 + HNO3
 

→ Fe(NO3)3 + NxOy + H20

(5x – 2y) x
 

1

3Fe+8/3 → 3Fe+9/3 + e

x

xN+5 + (5x – 2y)e → xN+2y/x

(5x-2y)Fe3O4+ (46x-18y)HNO3 → (15x-6y)Fe(NO3)3+NxOy+(23x-9y)H2O

 
2. Phản ứng có chất hóa học là tổ hợp của 2 chất khử
o Nguyên tắc :
Cách 1 : Viết mọi phương trình biểu diễn sự thay đổi số oxi hoá, chú ý sự ràng buộc hệ số ở hai vế của phản
ứng và ràng buộc hệ số trong cùng phân tử.
Cách 2 : Nếu một phân tử có nhiều ngun tố thay đổi số oxi hố có thể xét chuyển nhóm hoặc tồn bộ phân tử, đồng
thời chú ý sự ràng buộc ở vế sau.
Luyện tập: Cân bằng phản ứng sau :
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
 

Fe+2 → Fe+3 + 1e

2S-1 → 2S+4 + 2.5e
4x

FeS2 → Fe+3 +2S+4 + 11e

 

11 x

2O0 + 4e → 2O
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

3. Phản ứng có nguyên tố tăng hay giảm số oxi hố ở nhiều nấc
o

Ngun tắc :

•
•

Cách 1 : Viết mọi phương trình thay đổi số oxi hố, đặt ẩn số cho từng nấc tăng, giảm số
oxi hoá.
Cách 2 : Tách ra thành hai hay nhiều phương trình ứng với từng nấc số oxi hóa
tăng hay giảm.

 
Ví dụ: Cân bằng phản ứng sau:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O
 

Cách 1: (3x + 8y) x
 
 
 

Al0 → Al+3 + 3e

3x

xN+5 + 3xe → xN+5

3x

2yN+5 + 8ye → 2yN+1

(3x+8y)Al
+(12x+30y)HNO3→(3x+8y)Al(NO3)3+3xNO+3yNO2+(6x+15y)H2O
Cách 2: Tách thành 2 phương trình :
ax
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
bx
 

8Al + 30 HNO3 → 8Al(NO3)3 +3N2O + 15H2O

(a+8b)Al + (4a+30b)HNO3 → (a+8b)Al(NO3)3 + a NO + 3b
N2O+(2a+15b)H2O
 
4. Phản ứng không xác định rõ môi trường
o Nguyên tắc:


•

Có thể cân bằng nguyên tố bằng phương pháp đại số hoặc qua trung gian phương trình ion
thu gọn.

• Nếu do gom nhiều phản ứng vào, cần phân tích để xác định giai đoạn nào là oxi hóa khử.
Ví dụ: Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2

Al + H20 → Al(OH)3 + H2 
2x
3x
 

Al0 → Al+3 + 3e
2H+ + 2e → H2

2Al + 6H20 → 2Al(OH)3 + H2

(1)

2Al(OH)3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + 4H20

(2)

Tổng hợp 2 phương trình trên:
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2