Slide 1Đại cương về oxi hóa khử Chất oxi hóa: là chất có khả năng nhận electron.. Vì vậy, một chất chỉ thể hiện tính oxi hóa khi có chất khác nhường electron cho nó và ngược lại một chất
Trang 1Slide 1
Đại cương về oxi hóa khử
Chất oxi hóa: là chất có khả năng nhận electron
Chất khử: là chất có khả năng nhường electron
Electron không tồn tại dạng tự do trong dung dịch Vì vậy, một
chất chỉ thể hiện tính oxi hóa khi có chất khác nhường electron
cho nó và ngược lại một chất chỉ thể hiện tính khử khi có chất
khác nhận electron của nó
Aox + ne- = Ared Vd: Fe3+ + e- = Fe2+
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Bred = Box + ne
-Vd: Znred = Zn2+ + 2e
-Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng xảy ra giữa chất oxi hóa và
chất khử
Aox + Bred = Ared + Box
Có thể chia phản ứng oxi hóa khử thành 2 bán phản ứng:
Vd: 2Fe3+ + Zn = 2Fe2+ + Zn2+
Fe3+ + e- = Fe2+ (sự khử)
Znred = Zn2+ + 2e- (sự oxi hóa)
Trang 2Slide 3
Điện cực và thế i ện cực:
Khi nhúng thanh kim loại vào dung dịch muối của nó thì
trên bề mặt phân chia giữa pha rắn và pha lỏng xuất
hiện một hiệu số thế gọi là thế i ện cực
Thanh kim loại nhúng vào dung dịch muối của nó được
gọi là i ện cực hay còn gọi là bán pin
Khi nối 2 bán pin lại với nhau ta được 1 pin i ện
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Cầu muối Anode
Trang 3Slide 5
Thế i ện cực tiêu chuẩn:
Là giá trị thế đo được khi nối điện cực (cathode) với
một điện cực hydro tiêu chuẩn trong điều kiện chuẩn
PH2= 1 atm
HCl 1M
Điện cực Pt
Pt /H2(1 atm), 1M H+//
E0= 0,0000 V
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Phương trình Nerst:
Với bán phản ứng:
Aox + ne- = Ared Phương trình Nerst được viết như sau:
red A
ox A 0
a
a ln nF
RT + E
= E Trong đó: E0: là thế i ện cực tiêu chuẩn
R: 8,314 J.mol-1.K-1
F: 96500 C
Trang 4Slide 7
Tại 250C, và dung dịch loãng thì phương trình Nerst
được viết như sau:
]
] red
ox 0
[A
[A lg n
0,059 + E
= E Các yếu tố ảnh hưởng đến thế oxi hóa khử
Ảnh hưởng của pH dung dịch
Vd: MnO
-4 + 8H+ + 5e-® Mn2+ + 4H2O
]
] ]8
+
-4 8
+ 0
/Mn ,8H
MnO
+
+ -4 0
/Mn ,8H
MnO
[Mn
] [MnO lg 5
0,059 + ] lg[H 5
0,059 + E
=
E
[Mn
[H
* ] [MnO lg 5
0,059 + E
=
E
+ +
-4
+ +
-4
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
]
]8
+
-4 0'
/Mn ,8H
MnO
+ 0
/Mn ,8H MnO 0'
[Mn
] [MnO lg 5
0,059 + E
=
E
lg[H 5
0,059 + E
= E
+ +
-4
+ + -4 +
/Mn
+
,8H
-4
MnO
E0’gọi là thế tiêu chuẩn điều kiện, E0’= E0khi [H+] = 1M
Ảnh hưởng của phản ứng tạo tủa
Vd: Ag+ + 1e- ® Ag
] +
1
0,059 + E
=
E
/Ag
+
Ag
Khi có mặt ion Cl-: Ag+ + Cl-⇌ AgCl Ksp=10-9,75
Trang 5Slide 9
Phương trình Nerst:
] [Cl
1 lg 1
0,059 + E
=
E
V 0,222
= 0,577 -0,799
= lgK 1
0,059 + E
=
E
] [Cl
1 lg 1
0,059 + lgK 1
0,059 +
E
=
E
[Cl
K lg 1
0,059 +
E
=
E
-0
0'
sp 0
0
-sp
0
-sp 0
AgCl/Ag
AgCl/Ag
/Ag + Ag
AgCl/Ag
/Ag
+
Ag
/Ag
+
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức
Vd: Co3++ 1e- ⇌ Co2+ E0 = 1,84 V
Khi có mặt NH3: Co(NH3)63++ 1e- ⇌ Co(NH3)62+
]
] +
+ 0
[Co
[Co lg 1
0,059 + E
=
E
+ /Co
+
Co
ox
red 0
0
) Co(NH )
Co(NH
ox
red
+ 3
+ 3 0
lg 1
0,059 + E
= E
) [Co(NH
) [Co(NH lg
1
0,059 + E
=
E
+ /Co + Co + 6 3 +
6
3
6
6 +
/Co
+
Co
6 , 1
6 , 1
6 , 1
6 , 1
/
* ] ]
β β β β
Trang 6Slide 11
V 0,022
= 10
10 lg 1
0,059 + 1,84
= E
10
= 10
=
35,21
4,39 0
) Co(NH
)
Co(NH
35,21 ox
4,39
red
+ 6 3 +
6
3 /
6 , 1 6
,
β
Tính
cho biết:
0
Au Au(CN)-4
E
/
42
= lg có
V Au(CN) 1,5
=
Au
/
Chiều của một phản ứng oxi hóa khử:
Xét phản ứng oxi hóa khử tổng quát:
n2ox1 + n1red2 ⇌ n2red1+ n1ox2
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Phản ứng sẽ xảy ra theo chiều thuận nếu:
0' /red ox
0' /red
ox1 1>E 2 2 E
Hằng số cân bằng của phản ứng:
7
≥ 0,059
E n
= lgK
0' ,
cb Δ
Nguyên tắc chuẩn độ oxi hóa khử
Là phản ứng chuẩn độ dựa trên phản ứng oxi hóa khử,
trong đó nếu chất X ở dạng khử thì dung dịch chuẩn R
phải ở dạng oxi hóa Phản ứng chuẩn độ tổng quát:
nRXkh + noxRox ⇌ nRXox + noxRred
Trang 7Slide 13
Các yêu cầu của một phản ứng oxi hóa khử được dùng
làm phản ứng chuẩn độ (tương tự các loại phản ứng
chuẩn độ khác)
Dạng đường chuẩn độ:
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Các phản ứng oxi hóa trước và khử trước:
Phản ứng oxi hóa trước:
NaBiO3:
oxi hóa Mn2+ thành MnO4-, rất ít tan trong nước nên có
thể loại bỏ lượng dư bằng pp lọc
(NH4)2S2O8:
trong mt acid oxi hóa Cr3+ → Cr2O72-, Mn2+ → MnO42-,
Ce3+ → Ce4+ Lượng dư (NH4)2S2O8 có thể loại trừ bằng
cách đun nóng với xúc tác Ag+.
2S2O82- + 2H2O → 4SOAg + 2 + O2 + 4H+
Trang 8Slide 15
H2O2:
Không là chất oxi hóa mạnh như 2 trường hợp trên,
phản ứng xảy ra trong môi trường acid
H2O2 + 2H++ 2e- → 2H2O Lượng dư H2O2 có thể loại bỏ bằng cách đun sôi dung
dịch
Sự khử trước:
ống khử Jones:
Là ống thủy tinh hình trụ có gắn khóa bên trong có chứa
hỗn hống Zn(Hg)
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Phản ứng xảy ra trong ống khử Jones:
Zn(Hg) → Zn2++ Hg + 2e
-Hỗn hống Zn(Hg) giúp ngăn ngừa phản ứng
hòa tan Zn:
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
Phản ứng xảy ra trong ống khử Vandel:
-e + AgCl
→
AgHCl
Tùy theo nồng độ của Cl- mà thế oxi hóa của
ống khử sẽ có các giá trị khác nhau
Trang 9Slide 17
Chất khử SnCl2:
Khử Fe3+ → Fe2+, lượng dư SnCl2 được loại trừ bằng
HgCl2
2Fe3+ + Sn2+ → 2Fe2+ + Sn4+
SnCl2 + HgCl2 → SnCl4 + Hg2Cl2
Hydroxylamine: NH2OH.HCl
Khử Fe3+ → Fe2+
Hydrazin:
Khử As(V) → As(III), Sb(V) → Sb(III)
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA KHỬ
Các phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử:
Phương pháp permanganate: dung dịch chuẩn KMnO4
Phương pháp dicromate: dung dịch chuẩn K2Cr2O7
Phương pháp Iod – Thiosulphate: dung dịch chuẩn
Na2S2O3
Phương pháp Iodate
Phương pháp Ce: Ce(SO4)2
ứng dụng cụ thể của các phương pháp (nghe giảng trên
lớp)