Phương trình oxi hóa khử

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

19 56.227

Tổng hợp các phương trình oxi hóa khử

Phương trình oxi hóa khử là tài liệu do VnDoc biên soạn và gửi tới các bạn học sinh. Tài liệu gồm có 3 phần, phần đầu giúp các em hiểu thế nào là phản ứng oxi hóa - khử, tiếp sau đó là cách lập phương trình oxi hóa khử, cuối cùng là tổng hợp các phương trình oxi hóa khử đặc trưng. Sau đây là tài liệu mời các bạn cùng tham khảo

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất trong phản ứng hay phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.

- Chất khử (chất bị oxi hóa) là chất nhường electron

- Quá trình oxi hóa (sự oxi hóa) là quá trình nhường electron

- Quá trình khử (sự khử) là quá trình thu electron.

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

I. Phản ứng oxi hóa - khử
II. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử
III. Cân bằng phương trình oxi hóa khử

I. Cách xác định số oxi hóa

Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tố trong đơn chất bằng 0 .

Ví dụ: H₂; N₂; O₂; Fe; Zn ....

Quy tắc 2: Trong một phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0 .

Ví dụ: FeO (Fe: +2 ; O: -2) ta có 2 - 2 = 0

Quy tắc 3: Số oxi hóa của ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng điện tích của ion.

Ví dụ: Mg²⁺ thì số oxi hóa là +2

NO₃^- ta có: số oxi hóa của N⁺

Số oxi hóa O = +5 + 3.(-2) = -1

Quy tắc 4: Trong đa số hợp chất

Số oxi hóa của H: +1

Ví dụ: H₂O, H₂S, HCl, ....

Trường hợp ngoại lệ: NaH , AlH (số oxi hóa của H là -1)

Số oxi hóa của O là: -2

Ví dụ: H₂O, Na₂O, SO₂

Trường hợp ngoại lệ:

Số oxi hóa -1: H₂O₂, Na₂O₂

Số oxi hóa +2: OF₂

II. Phản ứng oxi hóa - khử

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất trong phản ứng hay phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.

Chất khử (chất bị oxh) là chất nhường electron
Chất oxh (chất bị khử) là chất thu electron.
Quá trình oxh (sự oxh) là quá trình nhường electron.
Quá trình khử (sự khử) là quá trình thu electron.

Ví dụ: Đốt cháy magie trong không khí, xảy ra sự oxi hóa magie

Trước phản ứng Mg có số oxi hóa là 0, sau phản ứng là +2, Mg nhường electron:

Ví dụ 1. Cân bằng phản ứng:

FeS + HNO₃ –> Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂SO₄ + H₂O

Hướng dẫn cân bằng phương trinh phản ứng

a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

Fe⁺² –> Fe⁺³

S^-2 –> S⁺⁶

N⁺⁵ –> N⁺¹

(Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng)

b. Lập thăng bằng electron:

Fe⁺² –> Fe⁺³ + 1e

S^-2 –> S⁺⁶ + 8e

FeS –> Fe⁺³ + S⁺⁶ + 9e

2N⁺⁵ + 8e –> 2N⁺¹

–> Có 8FeS và 9N₂O.

c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:

8FeS + 42HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 9N₂O + 8H₂SO₄ + 13H₂O

Ví dụ 2. Phản ứng trong dung dịch bazơ:

NaCrO₂ + Br₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaBr

Hướng dẫn cân bằng phương trinh phản ứng

CrO₂- + 4OH- → CrO₄^2- + 2H₂O + 3e

Br₂ + 2e –> 2Br-

Phương trình ion:

2CrO₂- + 8OH- + 3Br₂ → 2CrO₄^2- + 6Br- + 4H₂O

Phương trình phản ứng phân tử:

2NaCrO₂ + 3Br₂ + 8NaOH → 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 4H₂O

Ví dụ 3. Cho phản ứng: Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + N₂O + N₂ + H₂O (biết tỉ lệ mol của N₂O : N₂ = 2 : 3)

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

Cân bằng phương trình phản ứng Zn tác dụng HNO3

+) Vì tỉ lệ mol của N₂O : N₂ là 2 : 3 => thêm 2 trước N₂O và thêm 3 trước N₂ sau đó tính tổng e nhận = 10.5 - 2.2.1 - 0 = 46

+) Chọn hệ số sao cho tổng e cho = tổng e nhận => nhân 23 ở quá trình cho e và nhân 1 ở quá trình nhận e

=> 23Zn + 56HNO₃ → 23Zn(NO₃)₂ + 2N₂O + 3N₂ + 28H₂O

Ví dụ 4: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

Hướng dẫn cân bằng phương trình oxi hóa khử

Fe₃^(+8/3)→ 3Fe⁽⁺³⁾ + 1e

N⁽⁺⁵⁾ + 3e →N⁽⁺²⁾

Fe₃O₄ là chất bị oxi hóa, HNO₃ vừa là môi trường vừa là chất bị khử.

Cứ 28 phân tử HNO₃ tham gia phản ứng chỉ có 1 phân tử đóng vai trò là chất bị khử, 27 phân tử còn lại đóng vai trò là môi trường.

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

Ví dụ 5: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau

FeSO₄ + K₂Cr₂O₇+ H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃+ K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₂+ H₂O.

Hướng dẫn cân bằng phương trình oxi hóa khử

Fe⁺²SO₄ + K₂Cr⁺⁶2O₇ + H₂SO₄→ Fe₂⁺³(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂⁺³(SO₄)₂ + H₂O.

Quá trình oxi hóa: 6x

Quá trình khử: 1x

Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e

2Cr⁶⁺ + 2.3e → 2Cr⁺³

Hay 6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇→ 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃

Kiểm tra hai vế: thêm K₂SO₄ vào về phải; thêm 7H₂SO₄ vào vế trái → thêm 7H₂O vào vế phải.

⇒ 6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃+ K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₂ + 7H₂O

Ví dụ 6. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau

K₂SO₃ + KMnO₄ + KHSO₄ → K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

Hướng dẫn cân bằng phương trình oxi hóa khử

K₂S⁺⁴O₃ + KMn⁺⁷O₄ + KHSO₄→ K₂S⁺⁶O₄+ Mn⁺²SO₄ + H₂O

Quá trình oxi hóa: 5x

Quá trình khử: 2x

S^-4 → S⁺⁶ +2e

Mn⁺⁷ + 5e → Mn⁺²

5K₂SO₃ + 2KMnO₄ + aKHSO₄ → bK₂SO₄ + 2MnSO₄ + cH₂O

(S) : 5 + a = b + 2

(K): 10 + 2 + a= 2b.

(H) : a = 2c

Giải hệ: a = 6; b = 9, c = 3

5K₂SO₃ + 2KMnO₄ + 6KHSO₄ → 9K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

III. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: Xác định số oxh của các nguyên tố để tìm chất oxi hoá và chất khử.

Bước 2: Viết quá trình oxh và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình.

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất oxh và chất khử sao cho tổng số electron cho bằng tổng số electron nhận.

Bước 4: Đặt hệ số của các chất oxh và khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó tính ra hệ số các chất khác. Kiểm tra cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố và cân bằng điện tích hai vế để hoàn thành PTHH.

Ví dụ: Lập phương trình phản ứng hóa học của cacbon monooxit khử sắt (III) oxit ở nhiệt độ cao, thành sắt và cacbon ddioxxit theo phương trình phản ứng sau:

Fe₂O₃ + CO $\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}$ Fe + CO₂