Giao trinh bai tap chương 3 phản ứng không thay đổi số oxy hóa p2

CHƯƠNG III
PHẢN ỨNG KHÔNG THAY ĐỔI SỐ OXI HÓA
III.1Các loại phản ứng không thay đổi số oxyhóa
1) Phản ứng axit – bazơ : Là phản ứng hình thành
liên kết đơn cộng hóa trò từ 1 cặp electron của một
chất và 1 orbital trống của một chất khác.
Ví dụ:
H+(k) + Cl- (k) = H – Cl (k)
NH3(k) + BF3(k) = H3N – BF3 (r) (NH3.BF3)
NH4+ + OH- ' NH3 + HO – H (NH3.H2O)
NaOH (r) + CO2 (k) = NaHO-CO2 (r) (NaHCO3)
H+(aq) + OH- (aq) ' H – OH (l)
Cu2+ (aq) + NH3(aq) ' [Cu – NH3]+(aqua)
CaO(r) + SiO2 (k) = Ca2+[-O – SiO2-](r) (CaSiO3)
Chất cho cặp electron là bazơ, chất nhận cặp
electron là axit.
2) Phản ứng kết tủa từ các ion: là phản ứng lên kết

của các ion tạo thành chất rắn có liên kết ion .
Ví dụ:
Ag+(aq) + Cl- (aq) ' AgCl(r)
Ba2+(aq) + SO42-(aq) ' BaSO4(aQ)
Các phản ứng loại này đều có tính thuận nghòch.

1


3) Phản ứng gốc : là phản ứng tạo thành một liên kết

đơn cộng hóa trò từ 2 gốc tự do.
Ví dụ:

H· + ·H = H –H
4) Phản ứng kết hợp: là phản ứng tạo chất phức tạp

hơn từ các chất đơn giản hơn.
Ví dụ: CaO(r) + SiO2(r) = CaSiO3-(r)
NaOH(r) + CO2(k)
NaHCO3(r)
5) Phản ứng phân hủy: là phản ứng phá hủy chất

phức tạp hơn tạo thành chất đơn giản hơn.
Ví dụ: CaCO3(r) = CaO (r) + CO2(r)
6) Phản ứng polimer hóa: Là phản ứng tạo thành đại

phân tử từ rất nhiều phân tử cùng loại.
Ví dụ:
nSO3 (k) → (-OSO2-OSO2-OSO2-)n/3 (r)

/>
2


III.2 Các thuyết axít – bazơ
và lónh vực áp dụng của nó
1) Thuyết axit –bazơ Arrhenius (1887)

Đònh nghóa: axít là chất phân li trong nước cho ion
H+. bazơ là chất phân li trong nước cho ion OH-.
Ví dụ: HCl (k) H2O H+(aq) + Cl-(aq)
NaOH (r) H2O Na+(aq) + OH-(aq)
Thuyết này chỉ đúng trong dung dòch nước

2) Thuyết axít – bazơ Bronsted – Lawry (1923)

Đònh nghóa: axít là chất cho chất khác ion H+ của
mình và bazơ là chất nhận ion H+ của chất khác.
Ví dụ:

axít: H2O (l), NH4+(aq) ; bazơ : NH3(aq) , OH-(aq)
Chất cho ion H+ và chất tạo thành sau khi cho ion
H+ này là một cặp axit bazơ liên hợp
Trong ví dụ trên các cặp axít – bazơ liên hợp là:
H2O(l)/OH-(aq) và NH4+(aq)/NH3(l)
Cặp axít –bazơ liên hợp có quan hệ: KA.KB = Kdm
Thuyết Brnsted - Lawry áp dụng cho mọi loại dung
môi có khả năng cho proton và có tính đònh lượng
cao do có thể đo được nồng độ ion H+.

3


3) Thuyết axít – bazơ Lewis (1923)[2]
a) Đònh nghóa

Axít Lewis là chất nhận cặp electron.
Bazơ Lewis là chất cho cặp electron .
Axít lewis là những tiểu phân (phân tử, ion,
nguyên tử) còn các ocbitan trống thích hợp cho việc
tiếp nhận cặp electron.
H+(dd) + NH3 (dd) = NH4+(dd)
axít
bazơ

AlF3(r) + 3F-(dd) = [AlF6]2-(dd)
axít
bazơ
Các hợp chất có liên kết kép hoặc không còn
ocbitan trống trong trường hợp thích hợp cũng thể
hiện tính chất của một axít Lewis.
HCl(k) + NH3(k) = NH4Cl(r)
axit
bazơ
CO2(k)
+ OH-(aq) = HCO3-(aq)
axít
bazơ
Bazơ Lewis là những tiểu phân có cặp electron tự
do Chúng thường là các anion (Cl-, CN-, CNS-,
NO2-, OH-…) hay các phân tử trung hòa (NH3,
xeton, rượu, amin, pyridine C5H5N)
Theo thuyết Lewis không có chất trung tính (không
bao giờ đóng chức năng axit hay bazơ)
[2] />4


b) Khả năng đánh giá độ mạnh cuả axit – bazơ Lewis

Không có thước đo chung đánh giá độ mạnh của
axit và bazơ Lewis.
Nguyên nhân: Độ mạnh của axit (bazơ) Lewis
không chỉ phụ thuộc vào:
- Mật độ điện tích dương (hay âm)
-Trạng thái của ocbitan trống (hay chứa cặp

electron)
- Cấu tạo của lớp vỏ electron hóa trò
trong trường hợp phân tử hay ion phức, mà còn phụ
thuộc vào các hiệu ứng:
- Hiệu ứng cảm ứng
- Hiệu ứng cộng hưởng
- Hiệu ứng lập thể
Ví dụ: + Hiệu ứng cảm ứng
Tính bazơ giảm dần trong dãy Li3N, NH3 , NF3 do
tác dụng rút điện tử tăng dần từ Li đến F
Ví dụ: + Hiệu ứng cộng hưởng
Tính axít tăng dần trong dãy BF3, BCl3, BBr3 do có
hiệu ứng chuyển electron từ halogenua sang Bor
tạo liên kết π theo cơ chế cho – nhận . Hiệu ứng
này yếu dần từ F đến Br, dẫn đến mật độ điện tích
dương trên B tăng dần từ BF3 đến BBr3.

5


Ví dụ 3: + Hiệu ứng lập thể
Tính bazơ giảm theo dãy 3-metylpyridin
(CH3C5H5N)(b), pyridin (C5H5N)(a), 2-metylpyridin
(c) trong phản ứng với B(CH3)3 (trimetylbor) mặc
dù nhóm metyl có hiệu ứng cảm ứng đẩy điện tử,
nguyên nhân là do sự cản trở không gian của nhóm
metyl tới N. ΔHo298 của các phản ứng trên lần lượt
có các giá trò –74kJ, -71kJ và –42kJ.

(a)

(b)
(c)
Ngòai ra còn phụ thuộc vào khả năng tạo liên kết π
của tiểu phần acid và bazơ (Thí dụ sẽ nêu trong
phần phức chất)
Kết luận: -Chỉ có thể tính độ mạnh axit – bazơ
Lewis cho từng nhóm chất. Không có thước đo
chung như trường hợp axit – bazơ Bronsted – Lawry.
Độ mạnh của axit – bazơ Lewis tính theo năng
lượng liên kết (j/mol) tạo giữa axit và bazơ Lewis
hay theo hằng số bền của phức(trong dung dòch)
c) Ứng dụng của thuyết Lewis: Trong các phản ứng
tạo phức.

6


4) Thuyết axít – bazơ Usanovich

Đònh nghóa:
Axit là chất có thể cho đi cation, kết hợp với anion
hay kết hợp với electron.
Bazơ là chất có khả năng kết hợp với cation, cho đi
anion hay cho đi electron.
CO2 + OH- = HCO3axít bazơ
HCl + NH3 = NH4Cl
axít bazơ
SiO2 + K2O = K2SiO3 (K+, SiO32-)
axít bazơ
CS2 + Na2S = Na2CS3 (Na+ , CS32-)

axít bazơ
H+(k) + Cl- (k) = H – Cl (k)
axít bazơ
Thuyết này có tính tổng quát nhất, cho phép tách ra
lọai phản ứng axit bazơ đã nêu ở phần III.1. Tuy
nhiên do tính không đònh lượng nên thích hợp cho
việc giải thích các phản ứng axit bazơ mà các thuyết
khác khó áp dụng.Có thể sử dụng thuyết này giải
thích cho các phản ứng ở nhiệt độ cao.

7


5) Quan điểm axít – bazơ cứng mềm
a) Đònh nghóa

Axít cứng là các cation hay phân tử có kích thước
nhỏ, có mật độ điện tích dương lớn, khả năng bò
phân cực rất nhỏ, không có khả năng cho electron
(H+, Ca2+, BF3, AlCl3…)
Bazơ cứng là các anion hay phân tử có kích thước
nhỏ, khả năng bò phân cực nhỏ (bò biến dạng),
không có khả năng nhận thêm electron (F-, Cl-,
NH3, H2O…)
Axít mềm là các cation hay phân tử có kích thước
lớn, mật độ điện tích dưong nhỏ, dễ bò biến dạng
(Cu+,Ag+, Hg2+, GaI3…)
Bazơ mềm là các anion hay phân tử có kích thước
lớn, dễ bò phân cực (H-, O2-, I-, R3P, SCN-…)
Ngoài ra còn axít và bazơ trung gian không cứng

không mềm.

8


b) Quy tắc phản ứng của axit và bazơ cứng và mềm
Người ta nhận thấy axít cứng thường tạo hợp chất
cộng hóa trò bền với bazơ cứng và axít mềm tạo hợp
chất cộng hóa trò bền với bazơ mềm.
Ví dụ:
Axit bazơ cứng pK1
7,10
Al3+ FpK1234
18,53
Axit bazơ mềm pK1
Cu+ Cl5,35
Br5,92
8,85
I-

pK12
11,98
pK12345
20,20
pK12
5,63

pK123
15,83
pK123456

20,67

9