Chuyen de 2 - VC

Tr ơng Văn H ờng THPT Thông Nông
Chuyên đề 2:
phản ứng oxi hoá - khử và cân bằng
phuơng trình phản ứng oxi hoá - khử
---------- o0o ---------
A. các kiến thức cơ bản:
I. Đinh nghĩa:
Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng trong đó nguyên tử hoặc ion này nhờng electron
cho nguyên tử hoặc ion khác.
Ví du:
- Nguyên tử nhờng electron cho nguyên tử:

2Na + Cl
2

2NaCl
2x1e
- Nguyên tử nhờng electron cho ion:

Fe + Cu
2+

Fe
2+
+ Cu
2e
- Ion nhờng electron cho nguyên tử:
2Fe
2+
+ Cl
2

2Fe
3+
+ 2Cl
-
- Ion nhờng electron cho ion:

2x1e
2I
-
+ 2Fe
3+
I
2
+ 2Fe
2+
II. Các khái niệm:
1. Chất oxi hoá, chất khử, sự oxi hoá, sự khử:
- Chất oxi hoá: là chất thu electron
- Sự oxi hoá: là sự mất electron
- Chất khử: là chất nhờng electron
- Sự khử: là sự thu electron
Ví dụ: 2Na + Cl
2
2NaCl
Na là chất khử, Cl
2
là chất oxi hoá
Sự oxi hoá (quá trình oxi hoá): Na Na
+
+ 1e

Sự khử (quá trình khử): Cl + 1e Cl
-
2. Số oxi hoá:
a. Khái niệm: số oxi hoá là điện tích của nguyên tử trong phân tử với giả định rằng
các cặp e chung chuyển hẳn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
b. Quy tắc xác định số oxi hoá:
- QT1: Số oxi hoá của nguyên tử trong phân tử đơn chất luôn bằng 0.
Chuyên đề 2 - VC Trang 1
Tr ơng Văn H ờng THPT Thông Nông
- QT2: Trong phân tử hợp chất tổng đại số số oxi hoá của các nguyen tử luôn
bằng 0.
- QT3: Trong ion:
+ Với ion đơn nguyên tử, số oxi hoá bằng điện tích của nó
+ Với ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử bằng điện
tích của ion đó.
- QT4: Trong các hợp chất:
+ Số oxi hoá của H là +1 (trừ trờng hợp các hiđrua kim loại: NaH, CaH
2
,...thì H
có số oxi hoá là -1)
+ Số oxi hoá của Na, K là +1; của Mg, Ca, Ba, Zn là +2
+ Số oxi hoá của oxi là -2 (trừ trờng hợp các peoxit: H
2
O
2
, Na
2
O
2
, BaO

2
số oxi
hoá của oxi là -1; trong OF
2
số oxi hoá của oxi là -2)
c. Số oxi hoá và hoá trị của nguyên tố:
* Một nguyên tố có thể có nhiều số oxi hoá khác nhau:
Ví dụ: Fe có số oxi hoá là +2 và +3;
Cl có số oxi hoá là: -1, 0, +1, +3, +5, +7; ...
* Quan hệ giữa số oxi hoá và hoá trị:
- Hoá trị của nguyên tố đợc xác định theo số liên kết của nguyên tố trong phân tử
(có ý nghĩa vật lý), còn số oxi hoá là con số quy ớc đợc xác định theo quy tắc ở trên
(không có ý nghĩavật lý).
- Tuy nhiên trong nhiều trờng hợp, nhất là đối với kim loại, giá trị tuyệt đối của
số oxi hoá và hoá trị thờng trùng nhau.
Ví dụ:
Các kim loại Hoá trị Số oxi hoá
Các kim loại kiềm I +1
Các kim loại nhóm IIA II +2
Sắt II, III +2, +3
- Trong những trrờng hợp khác, số oxi hoá không trùng hoá trị.
Ví dụ:
Phân tử Hoá trị Số oxi hoá
H
2
(H-H) I 0
N
2
(
N

N
)
III 0
- Cacbon luôn có hoá trị IV trong các hợp chât hữu cơ sau nhng số oxi hoá lại
khác nhau:
Hợp chất CH
4
C
2
H
6
C
3
H
8
C
2
H
4
C
2
H
2
HCHO HCOOH
Số oxi
hoá của
cacbon
-4 -3 -8/3 -2 -1 0 +2
d. ý nghĩa của số oxi hoá:
* Tuy là một con số có tính quy ớc nhng số oxi hoá dơng lớn nhất của đa số nguyên

tố hoá học luôn trùng với số thứ tự của nhóm nguyên tố đó trong BTH các nguyên tố
hoá học.
* Định nghĩa sự oxi hoá và sự khử trên cơ sở số oxi hoá:
Chuyên đề 2 - VC Trang 2
Tr ơng Văn H ờng THPT Thông Nông
- Sự oxi hoá một nguyên tố làm tăng số oxi hoá của nguyên tố đó và sự khử một
nguyên tố là làm giảm số oxi hoá của nguyên tố đó.
- Vậy: Phản ứng oxi hoá - khử là p trong đó có sự biến đổi số oxi hoá của các
nguyên tố.
* Dựa vào số oxi hoá của 1 nguyên tố trong 1 hợp chất có thể dự đoán chất khử , chất
oxi hoá:
- Khi 1 nguyên tố có số oxi hoá thấp nhất thì chỉ có thể là chất khử mà không có
tính oxi hoá.
Ví dụ: HI, HBr, HCL, H
2
S, NH
3
...
- Khi 1 nguyên tố có số oxi hoá cao nhất thì chỉ có thể có tính oxi hoá mà không
có tính khử.
Ví dụ: KMnO
4
, HClO
4
, H
2
SO
4
, K
2

Cr
2
O
7
, HNO
3
...
- Khi 1 nguyên tố có số oxi hoá trung gian, tuỳ thộc vào điều kiện phản ứng thì
có khả năng tham gia p nh chất oxi hoá hoặc chất khử.
Ví dụ:
S
0
SO
2
+4
SO
4
2
-
+6
+4e
-2e
2H
2
S + SO
2


3S + 2H
2

O
SO
2
+ Br
2
+ 2H
2
O

H
2
SO
4
+ 2HBr
* Tính số electron trao đổi (nhờng hoặc nhận) của 1 nguyên tố trong phản ứng:
Số electron trao đổi = Số oxi hoá lớn - Số oxi hoá bé
III. Cách cân bằng ph ơng trình phản ứng oxi hoá - khử:
1. Cân bằngphơng trình phản ứng oxi hoá - khử theo phơng pháp thăng bằng
electron:
* Nguyên tắc:
electron

(chất khử cho) =
electron

(chất oxi hoá nhận)
* Phạm vi áp dụng: Cho đa số các phản ứng oxi hoá - khử trong hoá học vô cơ.
* Các bớc cân bằng: (5 bớc):
Bớc Cách tiến hành
1 Viết sơ đồ phản ứng, xác định số oxi hoá của các nguyên tố có số

oxi hoá thay đổi
2 Viết các quá trình oxi hoá, quá trình khử
3 Cân bằng electron: nhân hệ số sao cho:
electron

(chất khử cho) =
electron

(chất oxi hoá nhận)
4 Đặt hệ số của chất oxi hoá, chất khử vào sơ đồ phản ứng và cân bằng
nguyên tố ở 2 vế (số nguyên tử của từng nguyên tố ở VP = VT).
5 Kết luận


Lu ý: ở bớc 4, Cân bằng nhuyên tố thờng theo thứ tự:
+ Kim loại (ion dơng)
+ Gốc axit (ion âm)
+ Môi trờng (Axit hoặc bazơ)
+ Nớc (Cân bằng nớc là để cân bằng hiđro).
* Ví dụ: Cân bằng ptp sau: Cu+HNO
3
(loãng)

o
t
Cu(NO
3
)
2
+NO

+H
2
O
---//---
Chuyên đề 2 - VC Trang 3
Tr ơng Văn H ờng THPT Thông Nông
- Hớng dẫn chi tiết từng bớc:
+ B1: Sơ đồ phản ứng:
Cu
0
+

HNO
3
+5
(l)
t
o
Cu(NO
3
)
2
+ NO + H
2
O
+2
+2
+ B2, B3: Các quá trình:
Cu

0
Cu
+2
+

2e
N
+5
+ 3e
N
+2
3x
2x
+ B4:
3Cu
0
+

HNO
3
+5
(l)
t
o
3Cu(NO
3
)
2
+2 NO + H
2

O
+2 +2
2
+ B5: Vậy phơng trình cân bằng là:
3Cu + 8HNO
3
(loãng)

o
t
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO

+ 4H
2
O
- Trình bày:
3Cu
0
+

HNO
3
+5
(l)
t
o

3Cu(NO
3
)
2
+2 NO + H
2
O
+2 +2
2
+ Các quá trình:
Cu
0
Cu
+2
+

2e
N
+5
+ 3e
N
+2
3x
2x
+ Vậy phơng trình cân bằng là:
3Cu + 8HNO
3
(loãng)

o

t
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO

+ 4H
2
O

2. Cân bằngphơng trình phản ứng oxi hoá - khử theo phơng pháp ion - electron:
* Nguyên tắc:
electron

(chất khử cho) =
electron

(chất oxi hoá nhận)
* Phạm vi áp dụng: Cho các p oxi hoá - khử xảy ra trong dung dịch, không đòi hỏi
phải biết chính xác số oxi hoá của các nguyên tố, áp dụng rất tốt cho phản ứng oxi hoá
trong hoá hữu cơ.
* Các bớc cân bằng: (5 bớc)
Bớc Cách tiến hành
1
Tách ion (viết đúng dạng tồn tại của các ion trong dd), xác định
số oxi hoá của các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hoávà viết các
bán phản ứng.
2
Cân bằng các bán phản ứng:

- Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế của từng bán
phản ứng:
+ Thêm H
+
hay OH
-
+ Thêm nớc để cân bằng số nguyên tử hiđro.
+ Kiểm tra số nguyen tử oxi ở 2 vế của bán phản ứng (phải
bằng nhau)
- Cân bằng điện tích: thêm electron vào mỗi bán phản ứng để
cân bằng điện tích.
3
Cân bằng electron: nhân các hệ số sao cho:
Chuyên đề 2 - VC Trang 4
Tr ơng Văn H ờng THPT Thông Nông
electron

(chất khử cho) =
electron

(chất oxi hoá nhận)
4
Cộng các bán phản ứng để đợc phơng trình ion rút gọn
5
Chuyển phơng trình ion rút gọn thành phơng trình phân tử đầy đủ


Lu ý: Để chuyển phơng trình ion rút gọn thành phơng trình phân tử đầy đủ thì
ta pải làm nh sau:
Cộng vào 2 vế những lợng nh nhau các cation hoặc anion để bù trừ điện tích.

* Ví dụ: Cân bằng ptp sau: Al + HNO
3


Al(NO
3
)
3
+ N
2
O + H
2
O
---//---
- Hớng dẫn chi tiết từng bớc:
+ B1: Tách ion, xác định số oxi hoá:
Al + H
+
+1
+ NO
3
-
+5
Al
3+
+3
+

3NO
3

-
+ N
2
O + H
2
O
+1
Các quá trình:
Al
Al
+3
NO
3
-
+5
N
2
O
+1

+ B2: Cân bằng các bán phản ứng:
Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố trong p:
Al
Al
+3
NO
3
-
+5
N

2
O
+1
+

10H
+
2
+

5H
2
O
Cân bằng điện tích:
Al
Al
+3
NO
3
-
+5
N
2
O
+1
+

10H
+
2

+

5H
2
O
+ 3e
+8e
+ B3: Cân bằng electron:
Al
Al
+3
NO
3
-
+5
N
2
O
+1
+

10H
+
2
+

5H
2
O
+ 3e

+8e
8x
3x
+ B4: Cộng các bán phản ứng:
Al
Al
+3
Al +30H
+
+ 6NO
3
-
Al
3+
+ 3N
2
O + 15H
2
O
NO
3
-
+5
N
2
O
+1
+

10H

+
2
+

5H
2
O
+ 3e
+8e
8x
3x
8
8 : Phương trình ion rút gọn

+ B5: Công 2 vế với 24 ion NO
3
-
:
Al +30H
+
Al
3+
+ 3N
2
O + 15H
2
O
8
8
+ 24NO

3
-
+ 6NO
3
-
+ 24NO
3
-

Vậy ptcb là: 8Al + 30HNO
3


8Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O + 15H
2
O
Chuyên đề 2 - VC Trang 5