Chương IV PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ Chương IV PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KHẢ NĂNG OXY HÓA VÀ KHỬ ĐỘ BỀN VÀ KHẢ NĂNG THAM GIA PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ CỦA CÁC CHẤT CÓ N[.]
Chương IV PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KHẢ NĂNG OXY HÓA VÀ KHỬ III ĐỘ BỀN VÀ KHẢ NĂNG THAM GIA PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ CỦA CÁC CHẤT CÓ NHIỀU SỐ OXY HÓA I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Cặp oxi hóa - khử liên hợp a Định nghĩa b Sự tương đồng phản ứng oxy hóa - khử phản ứng axit – baz P.ứng OXH – K trình điện cực a Phản ứng điện hóa b Phản ứng điện cực phương trình Nernts a Định nghĩa • Chất oxy hóa - nhận e Chất khử - cho e +ne aOXH1 + bKh2 ⇌ cKh1 + dOXH2 (1) -ne aOXH1 + ne ⇌ cKh1 • Q trình khử: Q trình oxy hóa: bKh2 – ne ⇌ dOXH2 • Các chất oxy hóa khử bán phản ứng tạo thành mộtc cặp OXH - K liên hợp d [ Kh1 ] [OXH ] cb có b cân bằng: • Phản ứng K(1) [OXH ] a [ Khsố ] b Sự tương đồng phản ứng oxy hóa - khử phản ứng axit – baz • Phản ứng axit – baz: - nH+ aAx1 + bBaz2 ⇌ cBaz1 + dAx2 + nH+ • Phản ứng oxy hóa - khử: +ne aOXH1 + bKh2 ⇌ cKh1 + dOXH2 -ne Ka, Kb OXH / Kh a Phản ứng điện hóa • Pư OXH – K: Chất khử - e trực tiếp cho chất OXH • Pư điện hóa: chất OXH khử trao đổi electron với điện cực tương ứng • pư OXH – K ⇌ trình điện cực • Pư OXH – K thuận ⇌ qt ngtố Ganv: trình tự diễn ra, hóa điện E = φ + - φ - • Pư OXH – K nghịch ⇌ qt bình điện phân: qt cưỡng điện hóa Engoai > - EGanv b Phản ứng điện cực pt Nernst • Phương trình Nernst: RT OXH ln nF Kh 0.059 OXH lg n Kh • Quy ước dấu φ (theo châu Mỹ): nói lên KN xảy qt điện cực ∆G = - nFE • Phản ứng xét phản ứng khử • Nếu qt khử xảy điện cực: φ > Nếu qt khử không xảy điện cực): φ < • Ví dụ: Zn2+ + 2e → Zn φ0 = -0.763V Cu2+ + 2e → Cu φ0 = +0.337V • φ: tính OXH ; tính khử II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI KHẢ NĂNG OXY HÓA VÀ KHỬ Ảnh hưởng nồng độ Ảnh hưởng phản ứng tạo phức tạo tủa Ảnh hưởng pH Ảnh hưởng nồng độ 0.059 [OXH ] lg n [ Kh ] • Khi [OXH ] ,] φ [ Kh : tính oxy hóa dạng oxy hóa , tính khử dạng khử • Khi [OXH ] ,] φ [ Kh : tính oxy hóa dạng oxy hóa , tính khử dạng khử 2 Ảnh hưởng phản ứng tạo phức tạo tủa 0.059 [OXH ] lg n [ Kh] • AgAgNO3 1M φ0 = 0.80V Ag 2CN [ Ag (CN ) ] Ag I AgI 0Ag ,CN / Ag 0,44 0AgI / Ag 0.152V Ảnh hưởng pH aOXH + sH+ + ne ⇌ cKh + H2O • a s a 059 [ OXH ] [ H ] 059 s 059 [ OXH ] lg pH lg c n n n [ Kh] [ Kh]c • Ví dụ ClO H 6e Cl 3H O [ ClO ][ H ] [ ClO 059 095 3 ] lg 059 pH lg 6 [Cl ] [Cl ] pH III ĐỘ BỀN VÀ KN THAM GIA PƯ OXH - K CỦA CÁC CHẤT CÓ NHIỀU SỐ OXH Một số quy tắc xác định số oxi hóa bền nguyên tố Tính oxy hóa - khử độ bền chất Giản đồ Latimer Tiêu chuẩn đánh giá khả phản ứng chất Sự ổn định chất oxy hóa chất khử dung dịch nước 1 Một số quy tắc xác định số oxi hóa bền nguyên tố a Số oxi hố khơng b Các ngun tố họ s c Các nguyên tố họ p d Các nguyên tố họ d e Các nguyên tố họ f a Số oxi hóa khơng • Kim loại mạnh phi kim mạnh có mức oxi hóa khơng bền • Kim loại yếu, phi kim yếu: mức oxi hóa khơng bền • Các ngun tố lưỡng tính có mức oxi hóa khơng bền b Các ngun tố họ s (QT5) • Các ngun tố họ s có số oxi hóa dương bền vững trùng với số thứ tự phân nhóm • Riêng H có hai số oxi hóa +1 -1 số oxi hóa +1 bền vững hẳn số oxi hóa -1 c Các nguyên tố họ p • (QT1) Nguyên tắc chẵn lẻ Mendeleev • (QT2) Các mức oxi hóa có cấu hình bão hịa bán bão hịa lớp/phân lớp bền hẳn • (QT3) Trong chu kỳ từ trái qua phải số oxi hóa dương cao nguyên tố bền dần • (QT4) Trong phân nhóm số oxi hóa dương cao nguyên tố chu kỳ IV Cl2 Độ bền liên kết nguyên tử hợp chất 1,09V 217.1 Cd CN / Cd Ví dụ: [Cd(CN)4] Kb = 10 2+ 6.5 [Cd(NH3)4] Kb = 10 Cd NH / Cd 0,61V Môi trường tiến hành phản ứng 4 2 2 Giản đồ Latimer Ví dụ: giản đồ Latimer Mn: • Trong môi trường axit (pH = 0): +1,51 0,56 2,26 0,95 1,51 1,18 MnO 4 MnO 24 MnO Mn 3 Mn 2 Mn +1,7 +1,23 • Trong mơi trường baz (pH = 14): , 56 , 60 ,15 2 , 25 1, 55 MnO MnO MnO Mn (OH) Mn (OH) Mn -0,59 -0,025 Tiêu chuẩn đánh giá khả phản ứng chất a Sử dụng hàm nhiệt động G = H - TS b Đối với phản ứng dung dịch nước sử dụng khử tiêu chuẩn 250C G = – nFE < E = φ + – φ- > φ+ > φ-