CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 1 CHUYÊN ĐỀ 4 : PHẢN ỨNG HĨA HỌC A. TĨM TẮT LÍ THUYẾT I. Số oxi hĩa và cách xác định số oxi hĩa a. Khái niệm về số oxi hĩa : Số oxi hĩa của một nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đĩ, nếu giả định rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử đều là liên kết ion. b. Quy tắc xác định số oxi hĩa ● Quy tắc 1 : Số oxi hĩa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0. Ví dụ : Số oxi hĩa của các nguyên tố Na, Fe, H, O, Cl trong đơn chất tương ứng Na, Fe, H2, O2, Cl2 đều bằng 0. ● Quy tắc 2 : Trong hầu hết các hợp chất : Số oxi hĩa của H là +1 (trừ các hợp chất của H với kim loại như NaH, CaH2, thì H cĩ số oxi hĩa –1). Số oxi hĩa của O là –2 (trừ một số trường hợp như H2O2, F2O, oxi cĩ số oxi hĩa lần lượt là : –1, +2). ● Quy tắc 3 : Trong một phân tử, tổng đại số số oxi hĩa của các nguyên tố bằng 0. Theo quy tắc này, ta cĩ thể tìm được số oxi hĩa của một nguyên tố nào đĩ trong phân tử nếu biết số oxi hĩa của các nguyên tố cịn lại. Ví dụ : Tìm số oxi hĩa của S trong phân tử H2SO4 ? Gọi số oxi hĩa của S trong H2SO4 là x, ta cĩ : 2.(+1) + 1.x + 4.(–2) = 0 x = +6 Vậy số oxi hĩa của S là +6. ● Quy tắc 4 : Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hĩa của nguyên tử bằng điện tích của ion đĩ. Trong ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hĩa của các nguyên tử trong ion đĩ bằng điện tích của nĩ. Ví dụ 1 : Số oxi hĩa của Na, Zn, S và Cl trong các ion Na+, Zn2+, S2-, Cl- lần lượt là : +1, +2, –2, –1. Tổng đại số số oxi hĩa của các nguyên tố trong các ion SO42-, MnO4-, NH4+ lần lượt là : –2, – 1, +1. Ví dụ 2 : Tìm số oxi hĩa của Mn trong ion MnO4- ? Gọi số oxi hĩa của Mn là x, ta cĩ : 1.x + 4.( –2) = –1 x = +7 Vậy số oxi hĩa của Mn là +7. ● Chú ý : Để biểu diễn số oxi hĩa thì viết dấu trước, số sau, cịn để biểu diễn điện tích của ion thì viết số trước, dấu sau. Nếu điện tích là 1+ (hoặc 1–) cĩ thể viết đơn giản là + (hoặc -) thì đối với số oxi hĩa phải viết đầy đủ cả dấu và chữ (+1 hoặc –1). Trong hợp chất, kim loại kiềm, kiềm thổ, nhơm luơn cĩ số oxi hĩa lần lượt là : +1, +2, +3. II. Các khái niệm cần nắm vững : 1. Chất khử Là chất nhường electron, sau phản ứng số oxi hĩa của nĩ tăng lên. 2. Chất oxi hĩa Là chất nhận electron, sau phản ứng số oxi hĩa của nĩ giảm xuống. 3. Sự oxi hĩa (quá trình oxi hĩa) Là sự nhường electron. Như vậy chất khử cĩ quá trình oxi hĩa hay bị oxi hĩa. CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 2 4. Sự khử (quá trình khử) Là sự nhận electron. Như vậy chất oxi hĩa cĩ quá trình khử hay bị khử. 5. Sản phẩm khử Là sản phẩm sinh ra từ quá trình khử. 6. Sản phẩm oxi hĩa Là sản phẩm sinh ra từ quá trình oxi hĩa. ● Cách nhớ : Đối với chất oxi hĩa và chất khử : “khử cho o nhận” (o là chất oxi hĩa). Đối với quá trình oxi hĩa, khử : chất oxi hĩa tham gia quá trình khử, chất khử tham gia quá trình oxi hĩa. 5. Phản ứng oxi hĩa – khử là phản ứng hĩa học xảy ra trong đĩ cĩ sự chuyển electron giữa các chất phản ứng hoặc phản ứng oxi hĩa – khử là phản ứng hĩa học trong đĩ cĩ sự thay đổi số oxi hĩa của một hoặc nhiều nguyên tố. ● Chú ý : Do electron khơng tồn tại ở trạng thái tự do nên hai quá trình oxi hĩa và khử luơn xảy ra đồng thời (tức là cĩ quá trình oxi hĩa thì phải cĩ quá trình khử và ngược lại). Tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron do chất oxi hĩa nhận. III. Cân bằng phương trình phản ứng oxi hĩa - khử Cĩ một số cách để cân bằng phương trình phản ứng oxi hĩa - khử như phương pháp thăng bằng electron, phương pháp ion - electron, tất cả đều dựa vào nguyên lí bảo tồn khối lượng và bảo tồn điện tích. 1. Phương pháp thăng bằng electron Đây là phương pháp đơn giản nhưng lại cĩ thể cân bằng được hầu hết các phản ứng oxi hĩa - khử. Các bước cân bằng theo phương pháp này như sau : Bước 1 : Xác định số oxi hĩa của các nguyên tố trong phản ứng (chỉ nên biểu diễn số oxi hĩa của những nguyên tố nào cĩ sự thay đổi số oxi hĩa). Từ đĩ dựa vào dấu hiệu nhận biết để xác định chất oxi hĩa, chất khử. Bước 2 : Viết các quá trình oxi hĩa và quá trình khử và cân bằng mỗi quá trình. Bước 3 : Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hĩa và chất khử theo nguyên tắc : Tổng số electron mà chất khử nhường (cho) bằng tổng số electron mà chất oxi hĩa nhận. Tức là đi tìm bội số chung nhỏ nhất của số electron cho và số electron nhận, sau đĩ lấy bội số chung đĩ chia cho số electron cho hoặc nhận thì được hệ số của chất khử và chất oxi hĩa tương ứng. Bước 4 : Đặt hệ số của chất oxi hĩa và chất khử vào phương trình phản ứng. Sau đĩ chọn hệ số thích hợp cho các chất cịn lại trong phản ứng. Ví dụ 1 : Cân bằng phương trình phản ứng oxi hĩa – khử đơn giản, khơng cĩ mơi trường ot 2 3 2 2 Fe O H Fe H O Bước 1 : Xác định số oxi hĩa, chất oxi hĩa, chất khử o 3 0 0 1 t 2 2 3 2 Fe O H Fe H O Chất oxi hĩa : 3 Fe (trong Fe2O3) Chất khử : 0 2 H Bước 2 : Viết các quá trình oxi hĩa, khử 3 0 2 3 Fe O 2.3e 2Fe (quá trình khử) CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 3 0 1 2 2 H H O 2.1e (quá trình oxi hĩa) ● Chú ý : Khi chất oxi hĩa (khử) cĩ chỉ số lớn hơn 1 trong phân tử thì phải thêm hệ số (bằng chỉ số trong phân tử) vào quá trình khử (oxi hĩa) tương ứng. Ở ví dụ trên : 3 Fe , 0 H cĩ chỉ số là 2 trong phân tử tương ứng Fe2O3, H2 do vậy cần thêm hệ số 2 vào quá trình khử, oxi hĩa. Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hĩa và khử Bội số chung nhỏ nhất (BSCNN) = 6 do đĩ hệ số mỗi quá trình như sau : 1 3 0 2 3 Fe O 2.3e 2Fe 3 0 1 2 2 H H O 2.1e Bước 4 : Đặt hệ số chất oxi hĩa, chất khử vào phương trình : Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O Ví dụ 2 : Cân bằng phương trình phản ứng oxi hĩa – khử trong đĩ chất oxi hĩa (khử) cịn cĩ vai trị làm mơi trường a. ot 2 4 đặc 2 4 3 2 2 Fe H SO Fe (SO ) SO H O b. KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O a. Bước 1 : Xác định số oxi hĩa, chất oxi hĩa, chất khử o 0 6 3 4 t 2 4 đặc 2 4 3 2 2 Fe H SO Fe (SO ) SO H O Chất oxi hĩa : 6 S (trong H2SO4) Chất khử: 0 Fe Bước 2 : Viết quá trình oxi hĩa, quá trình khử : 0 3 2 4 3 2Fe Fe (SO ) 2.3e (quá trình oxi hĩa ) 6 4 2 S 2e SO (quá trình khử) Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hĩa và khử 1 0 3 2 4 3 2Fe Fe (SO ) 2.3e 3 6 4 2 S 2e SO Bước 4 : Đặt hệ số các chất vào phương trình : Do H2SO4 vừa đĩng vai trị là chất oxi hĩa vừa đĩng vai trị là mơi trường (tạo muối) nên hệ số của nĩ trong phương trình khơng phải là hệ số của quá trình khử mà phải cộng thêm phần tham gia làm mơi trường (cộng thêm phần tham gia tạo muối). Vì vậy trong những phản ứng dạng này, ta thường đặt hệ số vào phương trình theo thứ tự sau : Chất khử Sản phẩm oxi hĩa Sản phẩm khử Axit (H2SO4, HNO3) Nước. ot 2 4 đặc 2 4 3 2 2 2Fe 6H SO Fe (SO ) 3SO 6H O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 4 b. Bước 1 : Xác định số oxi hĩa, chất oxi hĩa, chất khử 7 1 2 0 4 2 2 2 KMnO HCl KCl MnCl Cl H O Chất oxi hĩa : 7 Mn (trong KMnO4) Chất khử : 1 Cl (trong HCl) Bước 2 : Viết quá trình oxi hĩa, quá trình khử : 1 0 2 2Cl Cl 2.1e (quá trình oxi hĩa ) 7 2 Mn 5e Mn (quá trình khử) Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hĩa và khử 5 1 0 2 2Cl Cl 2.1e 2 7 2 Mn 5e Mn Bước 4 : Đặt hệ số các chất vào phương trình : Do HCl vừa đĩng vai trị là chất khử vừa đĩng vai trị là mơi trường (tạo muối) nên hệ số của nĩ trong phương trình khơng phải là hệ số của quá trình oxi hĩa mà phải cộng thêm phần tham gia làm mơi trường (cộng thêm phần tham gia tạo muối). Vì vậy trong những phản ứng dạng này, ta thường đặt hệ số vào phương trình theo thứ tự sau : Chất oxi hĩa Sản phẩm khử Sản phẩm oxi hĩa Các kim loại cịn lại (K) Chất khử (HCl, HBr) Nước. 2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Al + HNO3đặc nĩng Al(NO3)3 + NO2 + H2O Al + HNO3 lỗng Al(NO3)3 + NO + H2O Al + HNO3 lỗng Al(NO3)3 + N2O + H2O Al + HNO3 lỗng Al(NO3)3 + N2 + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 5 Al + HNO3 lỗng Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O Mg + HNO3 đặc nĩng Mg(NO3)2 + NO2 + H2O Mg + HNO3lỗng Mg(NO3)2 + NO + H2O Mg + HNO3lỗng Mg(NO3)2 + N2O + H2O Mg + HNO3lỗng Mg(NO3)2 + N2 + H2O Mg + HNO3lỗng Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O Fe + HNO3đặc nĩng Fe(NO3)3 + NO2 + H2O Fe + HNO3lỗng Fe(NO3)2 + NO + H2O Cu + HNO3đặc nĩng Cu(NO3)2 + NO2 + H2O Cu + HNO3lỗng Cu(NO3)2 + NO + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 6 Pb + HNO3đặc nĩng Pb(NO3)2 + NO2 + H2O Pb + HNO3loang Pb(NO3)2 + NO + H2O M + HNO3đặc nĩng M(NO3)n + NO2 + H2O M + HNO3loang M(NO3)n + NO + H2O M + HNO3loang M(NO3)n + N2O + H2O M + HNO3loang M(NO3)n + N2 + H2O M + HNO3loang M(NO3)n + NH4NO3 + H2O M + HNO3 M(NO3)n + NxOy + H2O - Với HNO3 tùy theo bản chất của chất khử và nồng độ của axit mà N+5 bị khử xuống các trạng thái oxi hĩa khác nhau : N+4 (NO2), N +2 (NO), N+1 (N2O), N 0 (N2), N -3 (NH4NO3). M + HNO3 đặc, nĩng M(NO3)n + 2NO + H2O M + HNO3 lỗng M(NO3)n + 2 2 4 3 NO N O N NH NO + H2O (M là kim loại, n số oxi hĩa cao của kim loại) CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 7 C + HNO3 dac nong CO2 + NO2 + H2O P + HNO3 đặc nĩng H3PO4 + NO2 + H2O C + HNO3 lỗng CO2 + NO + H2O P + HNO3 lỗng H3PO4 + NO + H2O 0 x 6 2 4 y 4 t 3 đặc 2 2 2 z 5 3 4 S(x 4) S (SO ) C (y 4) HNO C (CO ) NO H O P(z 5) P (H PO ) o x 6 2 4 y 4 t 3 loãng 2 2 z 5 3 4 S(x 6) S (SO ) C (y 4) HNO C (CO ) NO H O P(z 5) P (H PO ) Al + H2SO4 đặc nĩng Al2(SO4)3 + H2S + H2O C + H2SO4 đặc nĩng CO2 + SO2 + H2O S + H2SO4 đặc nĩng SO2 + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 8 H2S + H2SO4 đặc nĩng SO2 + H2O - Với H2SO4 đặc tùy theo bản chất của chất khử và nồng độ của axit mà S+6 cĩ thể bị khử xuống các trạng thái oxi hĩa khác nhau : S+4 (SO2), S 0 (S), S-2 (H2S). M + H2SO4 đặc, nĩng M2(SO4)n + 2 2 SO S H S + H2O (M là kim loại, n số oxi hĩa cao của kim loại) o x 4 2 y 4 t 2 4 đặc 2 2 2 z 5 3 4 S(x 4) S (SO ) C (y 4) H SO C (CO ) SO H O P(z 5) P (H PO ) FeO + HNO3 đặc nĩng Fe( NO3)3 + NO2 + H2O FeO + HNO3 lỗng Fe(NO3)3 + NO + H2O FeO + H2SO4 đặc nĩng Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O FeO + K2Cr2O7 + H2SO4lỗng Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Cu2O + HNO3 đặc nĩng Cu(NO3)2 + NO2 + H2O Cu2O + HNO3 lỗng Cu(NO3)2 + NO + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 9 Cu2O + H2SO4đặc nĩng Cu(NO3)2 + SO2 + H2O Cu2O + K2Cr2O7 + H2SO4 lỗng CuSO4 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Fe3O4 + HNO3 đặc nĩng Fe(NO3)3 + NO2 + H2O Fe3O4 + HNO3 lỗng Fe(NO3)3 + NO + H2O Fe3O4 + H2SO4 đặc nĩng Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Fe3O4 + K2Cr2O7 + H2SO4 lỗng Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O FexOy + HNO3 đặc nĩng Fe(NO3)3 + NO2 + H2O FexOy + HNO3 lỗng Fe(NO3)3 + NO + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 10 FexOy + H2SO4 đặc nĩng Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O FexOy + K2Cr2O7 + H2SO4 lỗng Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O HI + H2SO4đặc nĩng I2 + H2S + H2O HCl + K2Cr2O7 KCl + CrCl3 + Cl2 + H2O FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 lỗng Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 lỗng Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O Na2SO3 + KMnO4 + H2O Na2SO4 + MnO2 + KOH Na2SO3 + KMnO4 + H2SO4 Na2SO4 + MnSO4 + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 11 Na2SO3 + HNO3 đặc nĩng Na2SO4 + NO2 + H2O Na2SO3 + HNO3 lỗng Na2SO4 + NO + H2O Na2SO3 + KMnO4 + KOH Na2SO4 + K2MnO4 + H2O Ca3(PO4)2 + SiO2 + C P + CaSiO3 + CO KNO3 + Al + KOH + H2O NH3 + KAlO2 CH2 =CH2 + KMnO2 + H2O CH2(OH)-CH2(OH) + MnO2 + KOH C2H2 + KMnO4 + H2SO4 CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O CH3-CH2-OH + KMnO4 + H2SO4 CH3COOH + K2SO4 + MnSO4 + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 12 C12H22O11 + H2SO4 đặc CO2 + SO2 + H2O K2Cr2O7 + CH3-CH2-OH + HCl KCl + CrCl3 + CH3-CHO + H2O DẠNG PHẢN ỨNG OXI HĨA - KHỬ: TỰ OXI HĨA – TỰ KHỬ Cl2 + NaOH NaCl + NaClO + H2O Cl2 + NaOH NaCl + NaClO3 + H2O Cl2 + HOH HCl + HClO Cl2 + KOH KCl + KClO + H2O Br2 + H2O HBr + HBrO Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 13 NO2 + NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O S + NaOH đặc nĩng Na2S + Na2SO3 + H2O DẠNG PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ NỘI PHÂN TỬ KClO3 KCl + O2 KMnO4 K2MnO4 + O2 NaNO3 NaNO2 + O2 KNO3 KNO2 + O2 Zn(NO3)2 ZnO + NO2 + O2 CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 14 Cu(NO3)2 Cu(NO2)2 + NO2 + O2 AgNO3 Ag + NO2 + O2 DẠNG OXI HĨA - KHỬ CĨ NHIỀU SỰ THAY ĐỔI Ví dụ 3 : Cân bằng phương trình phản ứng oxi hĩa – khử phức tạp : Cĩ nhiều chất oxi hĩa hoặc khử FeS2 + O2 0t Fe2O3 + SO2 Bước 1 : Xác định số oxi hĩa, chất oxi hĩa, chất khử 0 0 3 2 4 2 2 2 2 3 2 FeS O Fe O SO Chất oxi hĩa : 0 2 O Chất khử : 0 2 FeS Bước 2 : Viết quá trình oxi hĩa, quá trình khử : 0 3 4 2 2 3 2 2FeS Fe O 4SO 22e (quá trình oxi hĩa ) 0 2 2 O 4e 2O (quá trình khử) Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hĩa và khử 2 0 3 4 2 2 3 2 2FeS Fe O 4SO 22e 11 0 2 2 O 4e 2O Bước 4 : Đặt hệ số chất oxi hĩa, chất khử vào phương trình 4FeS2 + 11O2 0t 2Fe2O3 + 8SO2 FeS + O2 Fe2O3 + SO2 CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 15 Cu2S + O2 CuO + SO2 CuFeS2 + O2 CuO + Fe2O3 + SO2 CH3-CH=CH2 + KMnO4 + KOH CH3COOK + K2MnO4 + K2CO3 + H2O CH3-CH=CH2 + KMnO4 + H2O CH3-CH(OH)-CH2(OH) + MnO2 + KOH KClO3 + NH3 KNO3 + KCl + Cl2 + H2O FeS + HNO3 đặc nĩng H2SO4 + Fe(NO3)3 + NO2 + H2O FeS + HNO3 lỗng H2SO4 + Fe(NO3)3 + NO + H2O As2S3 + KClO3 + H2O H3AsO4 + H2SO4 + KCl CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 16 Fe(NO3)2 Fe2O3 + NO2 + O2 FeBr2 + KMnO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O CuFeS2 + HNO3 đặc nĩng Cu(NO3)2 + Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO2 + H2O CuFeS2 + HNO3 lỗng Cu(NO3)2 + Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO + H2O DẠNG PHẢN ỨNG OXI HĨA : SINH RA ĐỒNG THỜI 2 HOẶC NHIỀU KHÍ TRÊN CÙNG 1 PHƯƠNG TRÌNH Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO2 + NO + H2O ( n NO2 : n NO = 1: 1) Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO2 + NO + H2O ( n NO2 : n NO = 2: 1) Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO2 + NO + H2O ( n NO2 : n NO = 2: 2) CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 17 Al + HNO3 Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O ( n NO : n N2O = 2: 2) Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2 + N2O + H2O ( n N2 : n N2O = 2: 1) Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2 + NH4NO3 + H2O ( n N2 : n NH4NO3 = 1: 1) ĐỐI VỚI CÁC BÀI TỐN CĨ SỬ DỤNG TỈ KHỐI Ta tìm tỉ lệ mol bằng phương pháp khai triển biểu thức tỉ khối Giả sử trong hỗn hợp X khí gồm: A, B,, Z chất m A + mB + + mz MX nA + nB + + nZ dX/Y = = MY MY ĐỐI VỚI HỖN HỢP KHÍ GỒM 2 KHÍ TA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO Gỉa sử hỗn hợp X gồm 2 chất A, B x là số mol của chất khí A cĩ MA y là số mol của chất khí B cĩ MB Giả sử MA > MB MA MB - MX x MB - MX x MX = MX - MA y MB MX - MA y Vd: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 cĩ tỉ khối so với H2 bằng 7,5. Tính tỉ lệ mol giữa N2 và H2 trong hỗn X CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 18 Giải : Cách 1: Đặt a là số mol N2 trong hỗn hợp X b là số mol H2 trong hỗn hợp X Ta cĩ: mN2 + mH2 a*28 + b*2 MX nN2 + nH2 a + b dX/H2 = 7,5 = = = 7,5 MH2 2 2 a 1 = b 1 Cách 2: MX dX/H2 = = 7,5 MX = 7,5 * 2 =15 MH2 N2 ( 28 ) 15 – 2 = 13 : x MX ( 15 ) H2 ( 2 ) 28 – 15 = 13 : y X 13 1 = = y 13 1 Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NO + NO2 + H2O dhh NO, NO2 / H2 = 18,5 Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NO + NO2 + H2O dhh NO, NO2 / H2 = 17 CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 19 Mg + HNO3 Mg(NO3)2 + NO + NO2 + H2O dhh NO, NO2 / H2 = 20 2. Phương pháp ion – electron Đây là phương pháp dùng để cân bằng các phản ứng oxi hĩa khử ở dạng ion. Các bước cân bằng theo phương pháp này như sau : Bước 1 : Xác định số oxi hĩa của các nguyên tố trong phản ứng (chỉ nên biểu diễn số oxi hĩa của những nguyên tố nào cĩ sự thay đổi số oxi hĩa). Từ đĩ dựa vào dấu hiệu nhận biết để xác định chất oxi hĩa, chất khử. Bước 2 : Viết các quá trình oxi hĩa và quá trình khử và cân bằng mỗi quá trình. Bước 3 : Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hĩa và chất khử theo nguyên tắc : Tổng số electron mà chất khử nhường (cho) bằng tổng số electron mà chất oxi hĩa nhận. Tức là đi tìm bội số chung nhỏ nhất của số electron cho và số electron nhận, sau đĩ lấy bội số chung đĩ chia cho số electron cho hoặc nhận thì được hệ số của chất khử và chất oxi hĩa tương ứng. Bước 4 : Đặt hệ số của chất oxi hĩa và chất khử vào phương trình phản ứng. Sau đĩ áp dụng định luật bảo tồn điện tích để cân bằng ion H+ hoặc OH-, cuối cùng là cân bằng nước. ● Lưu ý : Để cân bằng đúng hệ số của các chất, các ion trong phản ứng oxi hĩa – khử ở dạng ion ta phải áp dụng đồng thời hai định luật bảo tồn là : Bảo tồn electron (tổng electron cho bằng tổng eletron nhận) và định luật bảo tồn điện tích (tổng điện tích ở hai vế của phương trình phải bằng nhau). Ví dụ 1 : Cân bằng các phương trình phản ứng oxi hĩa – khử sau : 2 3 2 Cu H NO Cu NO H O Bước 1 : Xác định số oxi hĩa, chất oxi hĩa, chất khử 0 5 3 2 3 2 Cu H NO Cu NO H O Chất oxi hĩa : 5 N (trong NO3-) Chất khử : 0 Cu Bước 2 : Viết quá trình oxi hĩa, quá trình khử : 0 2 Cu Cu 2e (quá trình oxi hĩa ) 3 2 N 3e NO (quá trình khử) Bước 3 : Tìm hệ số cho hai quá trình oxi hĩa và khử 3 0 2 Cu Cu 2e 2 3 2 N 3e NO Bước 4 : Đặt hệ số các chất và ion vào phương trình theo thứ tự : Chất khử Sản phẩm oxi hĩa Chất oxi hĩa Sản phẩm khử H+ Nước. CÂN BẰNG OXI HĨA – KHỬ Người biên soạn: Nguyễn Ngọc Tám ĐT 0969 505 905 Page 20 0 5 3 2 3 2 3Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O Để cân bằng H+ ta làm như sau : Xác định tổng điện của các ion và chất sản phẩm : Điện tích trong phân tử NO và H2O bằng 0, điện tích của 1 ion Cu2+ là 2+ vì cĩ 3 ion Cu2+ nên tổng điện tích dương của các ion Cu2+ là 6+. Vậy tổng điện tích của sản phẩm là : 0 + 0 + 6+ = 6+ Xác định tổng điện của các ion và chất tham gia phản ứng : 0 + x.(1+) + 2.(1–) = (x+) + (2–) Vì tổng điện tích ở hai vế của phản ứng bằng nhau nên ta cĩ : (x+) + (2–) = 6+ x = 8 (x là số ion H+), từ đĩ suy ra hệ số của nước là 4. Ví dụ 2 : Cân bằng các phương trình phản ứng oxi hĩa – khử sau : 2 3 2 4 2 Fe H MnO Fe Mn H O Bước 1 : Xác định số oxi hĩa, chất oxi hĩa, chất khử 7 2 3 2 4 2 Fe H MnO Fe Mn H O Chất oxi hĩa : 7 Mn Chất khử : 2Fe Bước 2 : Viết quá trình oxi hĩa, quá trình khử : 2 3Fe Fe 1e (quá trình
Tài liệu đính kèm: