PHẢN ỨNG OXI hóa KHỬ

PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ


PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

1.
2.
3.
4.
5.

Thế của dung dịch hỗn hợp chất oxi hóa và chất khử liên hợp.
Thế của dung dịch hỗn hợp chất oxi hóa và chất khử không liên hợp.
Thế của hệ oxi hóa – khử đa bậc- qui tắc Luther.
Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa – khử.
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 Fe 3+/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 Fe 3+ 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 Ce 4+ 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 Ox 1 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 ox 1 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):
0
E=E1 + lg (4)
Phương trình Nerst đối với hệ (2):
0
E=E2 + 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.

•.

2+
Ví dụ 1: Vanađi hóa trị VI (VO2 ) là chất oxi hóa đa bậc nó có thể bị khử nhiều lần xuống
hóa trị IV (VO

2+
3+

2+
), hóa trị (III) (V ) và hóa trị II (V ):

2+
+
2+
VO2 +2e + 2H VO +H2O
VO

2+

+ 3+
+ e + 2H V + H2O

3+
2+
V +e V

0
E VI/IV = +1,0 V
0
E IV/III = +0,337 V
0
E III/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
  2+ 
(Fe ), 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


• Giải:
 
• 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[Fe
3E = 3(-0,036)+ 0,059 lg[Fe

2+
] (3)

3+
] (4)


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 Ox 1 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

•

Chất

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

••

Biểu 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

•

2-

Ví dụ: tính hằng số cân bằng của phản ứng giữa Cr 2O7

và Fe

2+

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 :
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 :
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.

Thank you for your listen!