PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ


NHÓM 4

DUNG

LÂM

HIỀN

KHUYÊN

HUYỀN

AN

HOA


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
1. Thế của dung dịch hỗn hợp chất oxi hóa và chất khử
liên hợp.
2. Thế của dung dịch hỗn hợp chất oxi hóa và chất khử
không liên hợp.
3. Thế của hệ oxi hóa – khử đa bậc- qui tắc Luther.
4. Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa – khử.
5. Tốc độ của phản ứng oxi hóa – khử.


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

1. Thế oxi hóa – khử của dung dịch chất oxi hóa và
chất khử liên hợp.
Thế oxi hóa - khử của hỗn hợp một cặp oxi hóa – khử
liên hợp, chẳng hạn Fe3+/Fe2+ , Ce4+/Ce3+ thay đổi
rất ít khi thêm vào hỗn hợp đó một lượng nhỏ chất oxi
hóa hoặc chất khử khác. Vì vậy, dung dịch loại này
được gọi là dung dịch đệm thế.


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
•Ví dụ: tính thế oxi hóa – khử của dung dịch hỗn hợp
Fe3+ 1M + Fe2+ 1M
 Giải:
E = E0 + 0.059lg = 0,77 (=E0)


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
•   Nếu thêm vào 1lít dung dịch hỗn hợp đó 0,1 mol
Ce4+ và H2SO4 để xảy ra phản ứng:
Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ ,
thì nồng độ Fe2+ giảm đi, nồng độ Fe3+ tăng lên:
Fe3+ = 1 + 0,1 = 1,1 mol/l
Fe2+ = 1 – 0,1 = 0,9 mol/l , và thế của dung dịch sẽ
là:
E = 0,77 + 0,059lg = 0,785V


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
2. Thế oxi hóa – khử của dung dịch chất oxi hóa và
chất khử không liên hợp.

Giả sử có hỗn hợp gồm chất oxi hóa Ox1 của cặp
liên hợp Ox1/Kh1 và chất khử Kh2 của một cặp liên
hợp khác Ox1/Kh2, ta có :
Ox1 + be  kh1 (1)
Kh2 + ae  Ox2 (2)


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
Nhân (1) với a, (2) với b rồi cộng 2 phương trình lại sẽ
được phương trình phản ứng giữa ox1 và kh2.
aOx1 + bKh2 = aKh1 + bOx2


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
•Nếu
  biết nồng độ ban đầu của các chất đó và giả sử

phản ứng xảy ra hoàn toàn, có thể tính được thế oxh khử
của dung dịch:
Phương trình Nerst đối với hệ (1):
E=E10 + lg (4)
Phương trình Nerst đối với hệ (2):
E=E20 + lg(5)


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
3.
•   Thế của hệ oxi hóa – khử đa bậc – quy tắc Luther
 Thế của hệ oxi hóa – khử đa bậc: một chất có thể bị khử
theo nhiều nấc.

•. Ví dụ 1: Vanađi hóa trị VI (VO22+) là chất oxi hóa đa bậc
nó có thể bị khử nhiều lần xuống hóa trị IV (VO2+), hóa trị
(III) (V3+) và hóa trị II (V2+):
VO22+ +2e + 2H+ VO2+ +H2O

E0VI/IV = +1,0 V

VO2+ + e + 2H+ V3+ + H2O

E0IV/III = +0,337 V

V3+ + e V2+

E0III/II = - 0,255 V


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Ví
  dụ 2: Sắt có hóa trị III (Fe3+ ) là chất oxi hóa đa
bậc nó có thể bị khử xuống hóa trị II (Fe2+ ), và ( ):

     Fe3+ +e Fe2+ 

 

           E01 = +0,77 V

     Fe2+ +2e     

E02 = -0,44V

PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Ví
  dụ 3: Biết thế oxi hóa- khử tiêu chuẩn của 2 nửa
phản ứng:

Fe2+ +2e

- 0,440V

Fe3+ + 3e Fe

- 0,036V

Hãy tính thế oxi hóa- khử tiêu chuẩn của cặp:
Fe3+ +e Fe2+


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

• Giả
  i:
• Theo phương trình Nerst ta có
E=

(1)

E=

(2)

•

Nhân pt (1) cho 2 và pt (2) cho 3 ta được:

2E = 2(-0,440) + 0,059 lg[Fe2+]
3E = 3(-0,036)+ 0,059 lg[Fe3+] (4)

(3)


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
•   Lấy (3) - (4) ta có:
E = 3(-0,036) - 2(-0,440) + 0,059 lg
Hay E =
Với 3(-0,036) - 2(-0,440) = +0,772 V


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

•  Quy tắc Luther
Nếu m,n và p là những bậc oxi hóa của nguyên tố của
chất oxi hóa hoặc chất khử đa bậc và m > n > p thì:
(m-p) + (n – p)


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Ví
  dụ 4: Tính thế oxi hóa-khử tiêu chuẩn của điện

cực , biết thế oxi hóa-khử tiêu chuẩn của các điện cực
và lần lượt là
-0,4082V và -0,744V


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

• Giải:
 
(1) -0,4082V
(2) -0,744V
(3)
Ta thấy (3)=(2)-(1), nên:
2 E30 = 3 E20 - E10
=> E30 = = - 0,9119 V


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
•4.  Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa- khử
Giả sử có phản ứng giữa chất Ox1 và Kh2 theo phương
trình sau:
aOx1 + b Kh2 aKh1 + bOx2
Hằng số cân bằng của phản ứng đó là:
K=


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Chấ
  t oxi hóa thuộc cặp oxi hóa- khử liên hợp:

aOx1 + ne aKh1
• Chất Kh2 thuộc cặp oxi hóa- khử liên hợp:
bOx2 + ne bKh2
• Thế cân bằng E chung cho cả 2 cặp:


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Khi
  phản ứng đạt tới cân bằng thì =
• Hoặc:
=


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Biể
  u thức sau Logarit của phương trình trên chính là
biểu thức của hằng số cân bằng K của phản ứng. Do
đó:
LgK =


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
• Ví dụ: tính hằng số cân bằng của phản ứng giữa
Cr2O72- và Fe2+ trong môi trường axit.


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

• Giải:
 

Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
• Hằng số cân bằng của phản ứng:

⇒ K = 1060


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
5. Tốc độ phản ứng oxi hóa - khử
Tốc độ phản ứng oxi hóa - khử phụ thuộc vào nhiều yếu
tố như nhiệt độ , nồng độ các chất tham gia phản ứng,
chất xúc tác, sự cảm ứng…


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
 Chất xúc tác :

 Phản ứng cảm ứng :

Chất xúc tác là chất làm
thay đổi tốc độ phản ứng
nhưng không bị tiêu hao
trong quá trình phản ứng
vì có lẽ nó tham gia vào
giai doạn trung gian và
được tái sinh vào nhưng
giai đoạn cuối.

Phản ứng cảm ứng là phản
ứng một mình thì xảy ra
rất chậm, nhưng tốc độ

của nó được tăng lên đồng
thời có một phản ứng
nhanh khác xảy ra.