Phản ứng Oxi hóa Khử là gì? Cách lập phương trình phản ứng Oxi hóa Khử và Ý nghĩa trong cuộc sống

Vậy phản ứng oxi hóa khử là gì? Làm thế nào để viết phương trình phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp cân bằng electron? Phản ứng oxi hóa khử có ứng dụng gì trong đời sống? … hãy cùng xem qua bài viết dưới đây.

I. Số oxi hóa

1. Tìm hiểu về số oxi hóa

– Số oxi hóa của nguyên tử trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó nếu giả sử cặp electron dùng chung thuộc về nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.

Minh họa quá trình cho electron trong phản ứng của Magiê với Oxy

* Ví dụ: Giả sử nếu cặp electron dùng chung trong hợp chất cộng hóa trị HCl lệch hẳn về phía nguyên tử Cl thì có thể coi Cl nhận 1 electron và H nhường 1 electron.

⇒ Cl mang điện tích -1 và H mang điện tích +1.

⇒ Ta nói số oxi hóa của Cl là -1, của H là +1.

– Biểu diễn số oxi hóa: Số oxi hóa được đặt phía trên kí hiệu nguyên tố.

Cách biểu diễn số oxi hóa?

* Ví dụ:

2. Xác định số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất

Quy tắc xác định số oxi hóa của nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất

– Quy tắc 1: Số oxi hóa của nguyên tử trong các nguyên tố bằng 0.

* Ví dụ:

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

* Ví dụ: Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử nhỏ₃ là: (-3.1 + 3.(+1) = -3 + 3 = 0.

– Quy tắc 3: Trong ion, số oxi hóa của nguyên tử (đối với ion đơn nguyên tử) hay tổng số oxi hóa của các nguyên tử (đối với ion đa nguyên tử) bằng điện tích của ion.

* Ví dụ: Số oxi hóa của nguyên tử Na trong Na . ion⁺ là +1.

Trong HSO. ion₄^– tổng số oxi hóa của các nguyên tử: 1.(+1) + 1.(+6) + 4.(-2) = -1

– Quy tắc 4: Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của hiđro là +1, trừ hiđrua kim loại như NaH, CaH.₂ … Số oxi hóa của oxi là -2, trừ đi OF₂ và peroxit; superoxide (như HỌ₂Ô₂; Na₂Ô₂; KO₂ …). Các kim loại kiềm (nhóm IA) luôn có số oxi hóa +1; Kim loại kiềm thổ (nhóm IIA) có số oxi hóa +2. Nhôm có số oxi hóa +3. Số oxi hóa của nguyên tử flo trong hợp chất là -1.

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 phản ứng hoặc phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tử trong phân tử.

Chất khử (hay chất oxi hóa) là chất nhường electron hoặc có số oxi hóa tăng sau phản ứng.

Chất oxi hóa (hoặc chất khử) là chất nhận electron hoặc chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng.

Sự oxi hóa (oxidation) là quá trình mất electron.

Sự khử (reduction) là quá trình nhận electron.

Trong phản ứng oxi hoá – khử luôn xảy ra đồng thời sự oxi hoá và sự khử.

* Ví dụ: Xét phương trình hóa học:

+ ion S^2- mất electron (số oxi hóa tăng) nên là chất khử.

+ Br nhận electron nên là chất oxi hóa.

Quá trình nhường electron là quá trình oxi hóa:

Quá trình nhận electron là quá trình khử:

* Chú ý:

Chất oxi hóa mạnh thường là hợp chất chứa nguyên tử của các nguyên tố có số oxi hóa cao (như ). ; ; ;…) hoặc các nguyên tố có độ âm điện lớn (như F₂; Ô₂; Cl₂; Br₂;…)

Chất khử mạnh thường là hợp chất chứa nguyên tử của nguyên tố có số oxi hóa thấp (như ). ; ; ;…) hoặc nguyên tố kim loại (như kim loại kiềm, kiềm thổ,…)

Chất chứa nguyên tử của một nguyên tố có số oxi hóa trung gian (như ; ; ;…) sau đó tùy theo điều kiện phản ứng (tác nhân và môi trường) mà thể hiện tính khử hay tính oxi hóa hoặc cả hai (vừa oxi hóa, vừa khử hoặc tự oxi hóa – khử).

III. Cách viết phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử?

– Có nhiều phương pháp lập phương trình hóa học cho phản ứng oxi hóa – khử. Phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là cân bằng electron.

– Qui định:

Tổng số electron do chất khử nhường = Tổng số electron do chất oxi hóa nhường.

– Các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp cân bằng electron:

+ Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa trong phản ứng, từ đó xác định chất oxi hóa, chất khử.

+ Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa, khử.

+ Bước 3: Xác định (và nhân) các hệ số thích hợp cho các quá trình sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron do chất oxi hóa nhường.

+ Bước 4: Đưa các hệ số vào sơ đồ phản ứng. Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại.

* Ví dụ:

Viết phương trình hóa học của phản ứng: KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl + H₂Ô

Theo phương pháp thăng bằng electron.

+ Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tử nguyên tố

Chất khử: HCl

Chất oxi hóa: KMnO₄

+ Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa, khử.

Quá trình oxy hóa:

Quá trình loại bỏ:

+ Bước 3: Xác định (và nhân) các hệ số thích hợp vào các quy trình

+ Bước 4: Đưa các hệ số vào sơ đồ phản ứng và cân bằng

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8 GIỜ₂Ô

IV. Ý nghĩa của phản ứng oxi hóa – khử trong đời sống

Một số phản ứng oxi hóa khử quan trọng gắn liền với cuộc sống như việc đốt than, củi; đốt xăng, dầu trong động cơ đốt trong; quá trình điện phân; phản ứng xảy ra trong pin, ắc quy…

Phản ứng oxi hóa khử trong cuộc sống

Một số phản ứng oxi hóa – khử là cơ sở của quy trình sản xuất trong các ngành công nghiệp nặng; sản xuất hóa chất cơ bản; sản xuất phân bón; thuốc bảo vệ thực vật; dược phẩm…

Một số phản ứng oxi hóa khử quan trọng gắn liền với sự sống