Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Hình thành và phát triển khái niệm phản ứng ôxi hóa - khử cho học sinh phổ thông trung học

Sự cháy, sự phân hủy các chất, sự thở của con người và các sinh vật, sự trao đổi chất, quá trình quang hợp của cây xanh và còn nhiều quá trình khác đều la những phản ứng oxi hóa — khứ, P

Đề tai: HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIEN KHÁI

NIỆM PHÁN ỨNG OXI HÓA - KHỬ CHO

HỌC SINH PHO THONG TRUNG HỌC

GVHD : TRANG THỊ LÂN GVPB : TRẤN THỊ VÂN

SVTH : NGUYEN THỊ HAI

{[ —” tưz-việM

$ wane n6 cài! Học Su Phoen

re 0am Cat - Ore

A OL A ee

Nam 2001

LOF CAM OW

Trong qua trinh thực liện (uận cán, em da nhận được rất uhiéu sự chi dan, đóng góp (ý kiến eta các thay cò Qthan đâu em win qgii ldi cám ou chan thanh đến :

- 66 “vang Thi Lin da nhiét tinh hudng dan, giúp đỡ em

trong quia trinh tực hiện oa hoan thanh luận oan.

- ©6 Fein Thi Oan da đóng góp nhiing ý kiến qii báu cho

luan van.

- Ode giáo oiên khóa Futiéng Wang “ương, Tatdéng Fring

“tương, Thing Ghat A oa các em học sinh da tạo điều kiện

thudan lợi cho em lam thite nghi¢m ut pham.

Do thực hiện trong điều kiện tương đối gấp rút, lan đầu tiên

lam quen oới công ciệc nghiên cứu khoa lọc oa kiến thite có giới

han nên khong thé tranh dường sai sói Rat mong nhận được ¢

kiến ding góp, phê binh của các thầu cô oà các ban.

Thang 5 nam 2001

SOTH : Uguyén Thi Fai

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHANI: MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài :

Nhiệm vụ trung tâm của việc day học hóa học là làm cho học

sinh nhận thức được về các chất và sự biến đổi của các chất hay còn gọi

la phan ứng hóa học Vì vậy khái niệm phan ứng hóa học là một trong những nhóm kiến thức cơ bắn của chương trình hóa học phố thông.

Dua vào dấu hiệu biến thiên xố oxi hóa của các nguyên tố tương

tác người ta phân loại phan ứng hóa học thành hai loại : phản ứng oxi hóa - khử va phản ứng không thay đối số oxi hóa Trong đó, phan ứng

oxi hoa = khứ đóng vai trò quatrong và phổ biến hơn cả Sự cháy, sự

phân hủy các chất, sự thở của con người và các sinh vật, sự trao đổi

chất, quá trình quang hợp của cây xanh và còn nhiều quá trình khác đều

la những phản ứng oxi hóa — khứ, Phan ứng oxi hóa — khử còn làm cơ

sử cho các quá trình khoa học kỹ thuật : điều chế kim loại và phi kim từ những hợp chất của chúng, điều chế amoniac, điều chế axit nitric, axit

sulfuric, sắn xuất vật liệu xây dựng dược phẩm và nhiều sản phẩm

khic.

Vì tầm quan trọng và có ý nghĩa lớn, phan ứng oxi hóa - khử được hình thành cho học sinh ngay từ khi bắt đầu học hóa học Xuyên suốt trong chương trình hóa học phổ thông, phản ứng oxi hóa - khử hầu như có mặt trong các bài giảng về chất, về sản xuất hóa học.

Đối với người giáo viên hóa, việc nắm vững kiến thức vé phản ứng oxi hóa — khử và có phương pháp dạy học phù hợp để truyền thu màng kiến thức này cho học sinh được tốt là điều rất cần thiết.

Chính vì những lý do đó, tôi quyết định chọn dé tài * Hình thành

và phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa - khử cho học sinh phổ

thông trung học `.

II Mục đích của đề tài :

Tim ra phương pháp day học phù hợp dé hình thành và phát triển Khai niệm phan ứng oxi hóa — khử cho học sinh phố thông.

Trang J

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ill Nhiệm vụ nghiên cứu :

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về phan ứng oxi hóa = khử

- Tìm hiểu quá trình thành và phát triển khái niệm phan ứng oxi

hóa = khử cho học sinh trong chương trình hóa học phố thông.

- Điều tra thực trạng nắm vững kiến thức về phan ứng oxi hóa — khử của học sinh phổ thông, từ đó tim ra giải pháp nhằm nâng cao hiệu

quia day học khi giáng dạy các bài có liên quan đến phan ứng oxi hóa —

Khu.

IV Phương pháp nghiên cứu :

- Đọc và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến dé tai,

- Tìm hiểu chương trình hóa học phố thông (từ lớp 8 đến lớp 12).

- Tiến hành làm thực nghiệm sư phạm tại ba trường PTTH Hùng

Vương PTTH Trương Vương, PTTH Thống Nhất A

- Tổng kết rút ra kết luận.

V Khách thể và đối tượng nghiên cứu : V.1 Khách thể nghiên cứu :

Việc giảng dạy và học hóa học ở trường phố thông trung học.

V.2 Đối tượng nghiên cứu :

Các khái niệm về phản ứng oxi hóa — khử, việc hình thành khái

niệm này cho học sinh phổ thông trung học.

VI Gia thuyết khoa học :

Nếu người giáo viên nắm vững khái niệm về phản ứng oxi hóa —

khử và có phương pháp dạy học phù hợp sẽ hình thành và phát triển

khái niệm này cho học sinh một cách có hiệu qua.

Trang 2

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

PHẦN I:

NỘI DUNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHUONG I:

CƠ SỞ LÝ LUẬN

Trang 4

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Việc xác định độ âm điện gặp nhiều khó khăn vì nguyên tử

thường ở trong phân tứ chứ không ở trạng thái tự do.

Có nhiều phương pháp xây dựng thang độ âm điện (hiện nay cógắn 20 thang) Mỗi phương pháp xuất phát từ những cơ sở lý luận khác

nhau, và giá trị xác định theo những thang này có khác nhau nhưng kết

qua sắp xếp các nguyên t6 theo khả năng hút electron thì khá phù hợp

L.2.Cách xác định độ âm điện

L.2.1 Phương pháp xác định độ âm điện theo Pauling

Xét phân tử AB

- Nếu hai nguyên tử A,B đều có kha năng hút electron như nhau,

nghĩa là có cùng độ âm điện thì liên kết giữa A và B là liên kết cộng

hoá trị thuần tuý,

Năng lượng liên kết đơn AB bằng trung bình cộng của năng

lượng liên kết đơn AA và BB:

|

Ean = 2 (PaA+Enn)

- Nếu hai nguyên tử có độ âm điện khác nhau, nghĩa là electron

bị hút mạnh về một trong hai nguyên tử thì liên kết A — B không còn là

liên kết cộng hóa trị thuần tuý mà có một phần của liên kết ion

Trang 5

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

| Khi đó :Eyy > 2 (EnntEnn)

Kihicu A là độ chênh lệch năng lượng.

|A= Eạn - 2 (PaatEm)

+nếu A=0 thì liên kết A - B là liên kết cộng hoá trị

+Nếu A #0 ti liên kết A - B có một phần liên kết ion phần

tính chất ion này càng lớn thì độ âm điện của A, B càng khác nhau.

Goi Z4 Xg là độ âm điện của A và B ta có:

AX = #„- Xp =0,208 VA (eV)

Pauling đã chọn độ âm điện của Flo x =4, từ đó tính độ âm điện

của các nguyên tử khác.

Nhược điểm cơ băn của phương pháp này là : nhiều dữ kiện về

năng lượng liên kết không thể xác định trực tiếp

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.2.2 Phương pháp xác định độ âm điện theo Mulliken._

Cơ xử lý thuyết : Dựa vào sự chuyến dich electron giữa hai

nguyen tử của phân tử AB.

+ Nếu electron chuyển dịch từ A đến B tạo ra cặp ion A*B thì

qui trình gây ra biến đổi nang lượng bằng I, — Ey (a).

+ Nếu clectưon chuyển dịch từ B đến A tạo ra cặp ion A'B' thì

quá trình sé có biến đổi năng lượng bằng lạ - Ea (b).

Trong đó : 11a thế ion hoá

Như vậy theo Mulliken có thé dùng tổng | + E làm thước đo độ

âm điện của nguyên tố Ông chọn trung bình cộng của I + E làm trị số

đỏ ăm điệ n.

XA= | I, + Ea)

Mulliken chọn x g = 4 từ đó tính ra độ âm điện của các nguyên tố

khác khá phù hợp với kết quả của Pauling.

Nhược điểm của phương pháp : Giá trị ái lực electron (E) biết

được rất ít

* Sau Pauling và Mulliken, người ta còn đưa ra nhiều cách tính

khúc Một trong những cách tính đó cũng được sử dụng nhiều là sự đánh

giá độ âm điện 7 theo lực hút tinh điện giữa nguyên tử va electron 6

cách hạt nhân bằng một khoảng cách bán kính cộng hoá trị.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.3 Sự biến đổi độ âm điện của các nguyên tố theo

chu kỳ và nhóm

- Trong một chu kỳ, độ âm điện tăng theo chiều tăng của điện

tích hạt nhân tương ứng với sự tăng tính phi kim của các nguyên tố

Ví dụ : Chu kỳ 2: Li Be B C N O F

x 1! 15 2 253 354

Trong một phân nhóm chính độ âm điện giám theo chiều từ trên

xuống dưới tương ứng với sự giảm tính phi kim của các nguyên tế,

Ví dụ: Phân nhóm chính HA: Be Mg Ca Sr Ba Ra

x l5 12 1 1 09 09

- Như vậy các nguyên tố có độ âm điện lớn nhất là các phi kim

nằm phía trên , góc phải của bảng tuần hoàn.Ngược lại , các nguyên tố

có độ âm điện nhỏ nhất là các kim loại hoạt động nằm phía dưới , góc

trái của bảng tuần hoàn

II HÓA TRỊ VÀ SỐ OXI HÓA.

H1 Hóa trị

Từ giữa thế kỷ 19, người ta đã đưa ra khái niệm hóa trị để chỉ khả

năng kết hợp của một nguyên tố đã cho với các nguyên tố khác.

* Hóa trị theo hidro: Qui ước lấy hoá trị của hidro làm đơn vị

hóa trị, Hóa trị của một nguyên tố được qui định bằng số nguyên tử

hidro liên kết với một nguyên tử của một nguyên tố trong hợp chất của

* Hóa trị của một nguyên tố còn được xác định gián tiếp qua

nguyên tố đã biết hóa trị , thường là qua nguyên tố oxi hóa trị 2 Mỗi

nguyên tử oxi liên kết với nguyên tử của nguyên tố khác bằng hai hóa

trị đơn vị Do vậy hóa trị của các nguyên tố được xác định như sau:

Na,O : Hai nguyên tử Na liên kết với | nguyên tử O bằng hai đơn

vị hóa trị Nà có hóa trị I.

ZnO : Một nguyên tử Zn liên kết với | nguyên tử O bằng hai đơn

vị hóa trị > Zn có hóa trị 2.

Trang 8

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CÓ: : Một nguyên tử C liên kết với 2 nguyên tử O bằng 4 đơn vị

hoa trị > C có hoa trị 4.

* Định nghĩa tổng quát: Hóa trị của một nguyên tố là kha nang của mt nguyên tử của nguyên tố đó có thể kết hợp được với bao nhiêu nguyen tử của nguyên tố khác,

Sự phát triển của hoá học còn làm phát sinh thêm hai khái niệm

hod trị mới là điện hoá trị và công hóa trị Những khái niệm này còn

cho biết cá ban chất các liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong hợp

chất của chúng.

* Điện hóa trị : Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất ion

tưọi là điện hóa trị ) bằng số điện tích của ion đó Các ion kim loại có

điện hóa trị dương và các ion phi kim có điện hóa trị âm.

16 đó có thể tao thành với các nguyên tử clia nguyên tố khác Thông

thường một liên kết cộng hóa trị được tạo bởi một cặp electron chung

Ví dụ : CH, CO;

Công thức clectron H

H:C:H Ow 2G

H Cong hóa trị của C, H, O lần lượt là : 4, 1, 2

II.2 Số oxi hóa.

[1.2.1 Dinh nghĩa:

Để đặc trưng cho phản ứng oxi hóa — khử người ta dùng khái

niềm qui ước “ mức oxi hóa(số oxi hóa)”, nó tính đến sự phân bố lại

mật độ điện tử diễn ra trong quá trình phin ứng oxi hóa — khử.

Số oxi hóa là điện tích của nguyên tử nếu giả định rằng các cặp

electron chung chuyển hẳn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn

hưn(nghĩa là phân tử có liên kết ion).

Khả nang của các nguyên tố hút cặp clectron chung khi tạo ra

liên kết hóa học được đặc trưng bởi độ âm điện của các nguyên tố.

Trang 9

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sử dụng đại lượng độ âm điện của nguyên tử người ta có thể xác

định dude su chuyển dịch của mật độ electron trong liên kết hóa học và

tan so oxi hóa cho các nguyên tố trong những hợp chất có kiểu liên kết hoa học bất kỳ nào,

Số oxi hóa dương được gán cho những nguyên tế có trị số độ âm

điện nhỏ hơn và số oxi hóa âm thì cho những nguyên tố có trị số độ âm

điện lớn hơn.

Chang han, nếu để ý đến độ âm điện của các nguyên tố Clo,

Nita Hidro trong những hợp chất dưới đây thì phải gain cho chúng

những MT oxi hóa như sau:

11.2.2 Qui tắc xác định số oxi hóa của các nguyên tố

trong hợp chất vô cơ và hữu cơ.

| Số oxi hóa của nguyên uf các Ai chất bằng 0.

Qui tắc này dùng để xác định số oxi hóa của nguyên tử của các

nguyên tố trong hợp chất ion

3 Số oxi hóa của hidro trong những hợp chất với phi kim trong

đa số tường ip đều bằng +1

e Số oxi hóa của oxi trong da số hợp chất(trừ Là ào superoXit

và các hợp chất của Oxi Mi Flo) đều bằng -2.

+?

Ví dụ : Cad, NaHCO, -Cu(ÖH)NO,

Trang 10

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

e Số oxi hóa của oxi trong hidro peroxit và trong cde peroxit của

kim loai bằng =1

+1 -l | +3 «tI

Vidu: H; O,, Na; O;, Ca O;.

e Số oxi hóa của oxi trong superoxil có trị số thận phân

Al, Os , KAIOz, Kạ[ Al(OH)cI.

4 Trong một phân tứ, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng

( (vì phân tử trung hòa điện).

+1 x 2

Ví dụ: K MnQ,.

+14+x+4(-2)=0 => x=+7.

+1 +7 -2

Qui tắc này cho ta xác định số oxi hóa của nguyên tử khi biết số

oxi hóa của các nguyên tử khác trong phân tử.

5 Trong những ion phức , tống đại số các số oxi hóa của tất ca

các nguyên tố (có tính đến số nguyên tử của chúng)bằng điện

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

e Số oxi hóa của các nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ:

Có hai cách xác định:

1/ Số oxi hóa trung bình :Xác định theo công thức phân tử như

trong hợp chất vô cơ.

3/ Số oxi hóa thực tế : Xác định theo công thức cấu tạo

Viết mũi tên chỉ chiều di chuyển của electron từ nguyên tố có độ

âm điện nhỏ sang nguyên t6 có đô âm điện lớn.

# Khi biểtiễn số oxi hóa thì dấu (+) và (-) đặt trước trị số, khác

với khi nói đến điện tích ion.

+2

Ví dụ : lon Ca?*“ Khác với Số oxi hóa (Ca)””

* Số oxi hóa được ghi trên ký hiệu của nguyên tố.

+3

-Ví dụ : AI Gi,

11.2.3 Những ích lợi của việc dùng số oxi hóa:

I.Dự đoán tính khử hay tính oxi hóa của một chất,

~ Chất có số oxi hóa cực đại sẽ có tinh oxi hóa.

- Chất có số oxi hóa cực tiếu sẽ có tính khử.

Chất có số oxi hóa trung gian sẽ vừa có tính oxi hóa vừa có

tính khử.

Ví dụ : Lưu huỳnh có thể có các số oxi hóa sau: -2 , 0, +4, +6

HaS S SO, SO,

Tinh khử vừa có tính khử tính oxi hóa

vừa có tính oxi hóa

Trang 12

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2 Cân bằng nhắn ứng oxi hóa = khử,3.Dự đoán chiều của phan ứng

4.Phân biệt phan ứng oxi hóa — khử với phan ứng không phải oxi hóa — khử,

5.Phan loại các chất

11.3 Quan hệ giữa số oxi hóa và hóa trị.

II.3.1 Sự khác nhau giữa số oxi hóa và hóa tri.

HÓA TRỊ SỐ OXI HÓA_

| Đặc trưng cho khả năng tạo| | Đặc trưng cho kha nang

liên kết chuyển dịch electron trong liên kết.

2 Có tính thực tế L2 Mang tính giả định qui ước

3 Có ý nghĩa vật lý (mang tính | 3 Không có ý nghĩa vật lý.

cấu trúc, chỉ ra phân tử ấy

liên kết như thế nào.

4 Có nhiều cách tính khác

nhau.

3 Điện hóa trị có dấu +, - 5 Luôn có dấu +, - hoặc bằng 0

Công hóa trị không có dấu.

(Theo "Giảng dạy hóa hoc” - Trịnh Văn Biểu ).

4 Chí có một cách tính duy nhất

11.3.2 Khi nào số ôxi hoá và hoá trị có cùng giá trị ?

e Hod trị gắn liên với liên kết hoá học Số ôxi hoá gắn liền với

sự chuyển dich electron nên nhiều khi số 6xi hoá : không trùng

với hoá tri.

se Hoá trị và số Oxi hoá có cùng giá trị trong các trường hợp

sau:

I Trong hợp chất đơn giản có liên kết ion : điện hoá trị và

số oxi hoá có dấu và giá trị bằng nhau

2 Hoá trị bằng số oxi hoá về giá trị tuyệt đối khi nguyên tử

trong hợp chất không liên kết với các nguyên tử cùng Joai và chỉ có một kiểu liên kết cho nhận electron.

Trang 13

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

II Phan ứng oxi hóa- khử.

IH.I Sự oxi hoá, sự khử

_QUAN NIỆM CU QUAN NIEM HIEN NAY

Quá trình nhường clcctron của nguyên

tố trong một chat (làm tăng số oxi hoá

Sự kết hợp oxi vào |

SƯ OXI 4

một chất

; — 5 uá trình nhận clccươn của nguyên

SỰ Sự lấy oxi của một 9 : gu"tố trong một chất ( làm giảm số oxi hoá

KHƯ chất ow

của nguyen lo )

CHAT | Chất có nguyên tố nhận electron

ONI Chat cho oxi ( nguyên tố giảm số oxi hoá )

HÓA | _ |

CHAT | Chất kết hợp với oxi | Chat có nguyên tổ nhường electron

KHU — _{ nguyên tố tăng số oxi hoá )

IHH.2 Định nghĩa phan ứng oxi hoá-khử

* Theo định nghĩa truyền thống thì phản ứng oxi hoá-khử là

phan ứng xáy ra có kèm theo sự thu và nhường clcctron

Vídụ: 2Na + Ch = 2NaCl

Trang l4

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2Mg + O: = 2MgO

Tuy nhiên, có những phản ứng oxi hoá-khử điển hình trong đó khong thé cho rằng thực sự có sự thu và nhường electron Chẳng hạn đối với nhẳn ứng : N: + O; = 2NO không thé khẳng định

rang trong phan ứng nay Nits đã nhường electron cho Oxi vì moment

lung cực của phân tử NO rất nhỏ, chi bằng 0,15 Debye ( gần như phân

uf không có cực ).

* Sau đó, người ta đưa ra định nghĩa : phan ứng oxi hoá-khử là

phản ứng trong đó có sự chuyến dịch điện tích

„ 0 0 0.05+

0,05-Như ta đã biết, phản ứng: H, + I, = 2 H II được

gọi là phan ứng oxi hoá-khử vì có sự chuyến dịch điện tích Tuy nhiên,

phán ứng :

0.084

0,05-H I = 0,05-H” + J"

trong đó cũng có sự chuyển dich điện tích thì lại không được coi

là phản ứng oxi hoá-khử mà lại là phan ứng axit-bazở

Rõ ràng là định nghĩa trên không phù hop.

* Vi những lí do trên người ta đưa ra định nghĩa phan ứng oxi louá-khứ một cách khái quát hơn :

Phan ứng oxi hoá-khử là phản ứng trong đó có sư thay đổi

số oxi hoá của các nguyên tố

Trong phản ứng oxi hoá-khử, các quá trình oxi hoá và khử

xảy ra đồng thời Nếu chất này bị oxi hoá thì có chất khác bắt buộc bị

khử, vì điện tử mà một nguyên tố cho đi sẽ được một nguyên tố khác

nhận vào Mối liên hệ qua lại, không tách rời giữa các quá trình oxi hoá

và quá trình khử quy định tên gọi phản ứng này là phản ứng oxi khứ

HI.3.1Chất oxi hoá, chất khử là đơn chất :

II.3.1.a Chất oxi hoá là đơn chất :

Trang 15

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Đó là những đơn chất mà nguyên tử trung hoà của nó có ngoài

cùng 4(sÌp”) S(s”p`) 6(s p`), 7(sˆp`) electron, có khả năng nhận clectron

thành ion âm có cấu trúc electron của khí trợ gần nhất Năng lượng ái

điện tử của nguyên tố càng lớn thì tính oxi hoá càng mạnh, nó càng dễ

kết hợp thêm điện tứ

Chất oxi hoá mạnh nhất là các halogen và oxi ở dạng nguyên tử ,

Trong các phân nhóm chính IV, V, VI, VIL tính oxi hoá giảm theo

su tăng bán kính nguyên tf.

LII.3.1.b Chất khử là đơn chất :

Đó là những đơn chất mà nguyên tử của nó có 1, 2 hoặc 3

electron ở lớp ngoài cùng

Chất khử mạnh là những nguyên tử có thế ion hoá bé, trong

đó gém các nguyên tử của những nguyên tố ở phân nhóm chính IA, IA

Trong các phân nhóm chính của hệ thống tuần hoàn, khả

ning khử của các kim loại tăng theo sự tăng của bán kính nguyên tử.

Các phi kim cũng thể hiện tinh khử như hidro, carbon Ứng

dung để điều chế kim loại ở trạng thái tự do.

SnO, + 2C Sn + 2CO

| Tinh oxi hod tang OXI HOA

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

I11.3.2 Chất oxi hóa, chất khử là hợp chất:

II.3.2.a Hợp chất là chất oxi hóa:

Đó là các oxi axil các muối cúa chúng và nhiều chất khác có

chứa nguyên tử của nguyên tố ở số oxi hóa cao

màu da cam Xanh lục

K2Cr O; (kali cromat ) H:O

màu vàng tươi Cr(OH); + KOH

Xanh xám

+s

* N trong axit nitric khi nó là chất oxi hóa thì có thể bị khử tới

các mức oxi hóa + 4, + 2, + 1, 0 và - 3 Trong qua trình này ion nitrat

nhận những lượng điện tử khác nhau, bị khử lin lượt tới các hợp chất

NO: NO, N:O, N;, NH:.

NO, +c +2H” —- NO; +H;O

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sin phẩm khử tạo thành tùy theo độ pha loãng của axit nitric và

do mạnh của chất khử Axit nitric càng loãng và chất khử càng mạnh thì qua trình khử nite càng tiến sau,

Như thường lệ axit nitric đặc bi khử tới NOs Điều đó được giải thích là do nếu ngay như kết quả của phần ứng tạo ra các oxit của nitd

vũ xố oxi hóa thấp hơn thì axit đặc cũng oxi hóa chúng thành NO,

Ví dụ : NO + 2HNO, = 3 NO: + H:O

\xit nitric càng đặc thì tính oxi hóa càng manh, chẳng hạn như

ait nitric lodng vừa phải thì oxi hóa Fe tới mức oxi hóa +3.

Fe + 4 HNO, = Fe(NO;), + NO + 2 H:O Axit nitric rất lodng oxi hóa Fe tới mức oxi hóa +2 còn nitd bị khư tới mức oxi hóa thấp nhất - 3.

4 'c + I0 HNO: = 4 Fe(NOv- + NH,NO, + 3 H:O

* Các hợp chất halogen chứa oxi có thể biểu diễn tính oxi hóa

thư sau:

Gia tăng tính oxi hóa

“———

HCIO HCIO: HCIO, HCIO,

axithipoclord axit clors axit cloric axit pecloric

HBrO = HBrO, =

HIO — HIO, HIO; HsIO«

Gia tang tinh axit

——_ Ss

I11.3.2.b Hợp chất là chất khử:

Đó là các chất mà trong phân tử có chứa một hoặc một số nguyên

tứ của nguyên tố ở một trong các trạng thái oxi hóa thấp của nó

Ví dụ : - Hợp chất của lưu huỳnh có số oxi hóa - 2 (H;S , Na›S và

+8H,O

Trang 18

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

II 3.3 Trường hợp một chất vừa có tính oxi hóa vừa

có tính khử:

NE “ng chất có chứa nguyên tố ở mức oxi hóa trung gian : MnO,

HNO» SO,,H:0;,SO;,S và nhiều chất khác có thể giảm và tăng số

oxi hóa da chúng, Và vì vậy, tùy điều điện có thể thể hiện tính oxi hóa

hay tín khứ,

dụ I:

MnO, + 4HCI = MnCl,+Cl,+2H,0chất oxi hóa chất khử

MnO, + KNO: + 2KOH = K:MnO;+KNO:› + HO

chất khử chat oxi hóa

‘Tuy nhiên khi gặp chất khử mạnh ví dụ H:S, thi SO; thực hiện

hức năng oxi hóa :

+4 0

SO; + HS = S+ 2H,0

chất oxihóa chất khử

Ví dụ 3:

Ở trạng thái tự do, phi kim cũng có thể có cả hai tính oxi hóa và

tính khử Khi tương tác với kim loại, phi kim bao giờ cũng thể hiện tính

oxi hóa

0 0 +2 -2

Fe + S E Fe Schất khử chất oxi hóa

Trong các phản ứng với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn (Oxi, Flo) thì lưu huỳnh là chất khử.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Bang 2: NHỮNG CHẤT OXI HÓA VÀ CHẤT KHỬ QUAN

TRỌNG NHẬT

Chất khử 'Vídụ Chat oxi hóa

Đơn chất kim loại | K.Na.Mg.AlL.Zn Phi kim loai Fs,O;,Oa, Cls,

Br2,S

Hun chat phi kim C.H;.S

'Hợp chất chứa |LiH, LiAIH, H;S,| Hợp chất chứa | KMnO,,K,CrO,

nguyen tử phi kim | HI, HBr, HC] các nguyên tử | PbO:, KNO;,

với số oxi hóa âm kim loại hay phi

kim ở số oxi hóa

| _— „ cao nhất,

-Hop chất kim loại | FeSO,, SrC]› Axil

và phi kim với số | HNO:, H:SO:.

oxi hóa trung gian | SỐ;, CO

Hop chất hữu cơ |CaH:OH,C,H,:O, Hợp chất chứa

các nguyên tử kim loại và phi

‘kim với số oxi

7 | hóa trung gian

( Theo sách " Tóm tắt hóa học sơ cấp " )

111.4 Phân loại phản ứng oxi hóa - khử.

Tất cả các phản ứng oxi - khử được chia thành ba nhóm:

111.4.1.Phan ứng oxi hóa - khử thông thường:

Đặc điểm: Chất khử và chất oxi hóa nắm ở hai loại phân tử khác

nhau.

chấtkhử chất oxi hóa

Cu +2H›SO; đặc = CuSO, +SO, + 2 H:O

chất khử chất oxi hóa

111.4.2.Phan ứng oxi hóa - khử nội phân tử.

Đặc điểm: Chất khử và chất oxi hóa cùng nằm trong một phân tử

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ví dụ : MnO.

2KCIO = 2KCI +30;

Chất oxi hoa

Chất khử

111.4.3 Phan ứng tự oxi hóa - khử.

Đặc điểm : Chất oxi hóa và chất khử là những nguyên tử của

cũng mot nưuyên tố có cùng một mức oxi hóa(mức oxi hóa phải là

111.5 Các phương pháp cân bằng phan ứng

oxi hóa — khử.

III.5.1 Phương pháp đại số :

* Nguyên tắc : Số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải

bằng nhau

* Các bước tiến hành :

- Bước I : Đặt ẩn số là các hệ số hợp thức Dùng định luật bảo

tuàn khối lượng để cân bằng và lập các phương trình đại số

- Bước 2 : Chọn một ẩn số bat kỳ bằng |, rồi giải hệ phương trình

- Bước 2 :

+ Chon d = 1

Trang 21

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

+ Giải hệ phương trình :

|

a=4

a=-2 II

- Nhược điểm : Phương pháp này không cho thấy bản chất của

phần ứng oxi hóa — khử, không thể xác định chất oxi hóa, chất khử

111.5.3 Phương pháp cân bằng số oxi hóa

* Nguyên tắc : Sự tăng số oxi hóa của các nguyên tử này phải

bàng sự giảm số oxi hóa của các nguyên tử kia

Trang 22

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

- Số oxi hóa của Hidro.

- Ta cho số oxi hóa của sắt là +2 không thay đổi trong quá trình

phản ứng Từ đó tính ra số oxi hóa của các nguyên tử của nguyên tố

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sự tăng số oxi hóa

+.

«| > 3

4x| S$ S

| +—-(-Ì)=-—

+ Vi dụ 4 : Thành lập phương trình phản ứng giữa ion

pemanganat MnO’, và ion sắt (11) Fe**, nếu coi số oxi hóa của mangan

không đổi là +2, số oxi hóa của hidro là +1,

+2 ` k \ +1

MnQj +Fe*+H* — Mn~ +Fc” +4 H20

Bai giải :

- Nếu số oxi hóa của mangan không đổi và bằng +2 trong cả hai

vế của phương trình phản ứng, thì số oxi hóa của oxi phải thay đổi.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Sự tăng số oxi hóa

MnO, + 5FeTM* + 8H* = MnTM + 5c ” + 4 H-O

* Nhận xét : Phương pháp này càng thể hiện rõ rằng số oxi hóa

la hóa trị hình thức và đặc biệt có ý nghĩa khi cân bằng các phương trình phản ứng oxi hóa — khử có liên quan đến chất hữu cơ vì trong

những trường hợp này nhiều khi chỉ có sự thay đổi mật đô clectron biểu

hiện bằng sự thay đổi số oxi hóa còn trên thực tế chưa có được sự cho

han hoặc nhường han electron

I11.5.3 Phương pháp thăng bang electron.

* Nguyên tắc : Phương pháp nay dựa vào sư bảo toàn electron

nghĩa là số electron cúa chất khử cho phải bằng số electron do chất oxi

- Bước 3 : Tìm hệ số đồng thời cho chất oxi hóa và chất khử để :

“tổng xố electron cho = tổng số electron nhận”

- Bước 4: Đặt các hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào

phương trình phản ứng Sau đó cân bằng số nguyên tử của những

nguyên tố khác không thay đổi mức oxi hóa theo trình tự sau :

1 Kim loại (ion dương).

2 Gốc axit (ion âm).

3 Lượng phân tử của môi trường ( axit, bazơ),

4 Lượng phân tử HO.

© Ví dụ 1 : Cân bằng phương trình phản ứng :

H»S +O, -› SO:› + H:O

Trang 35

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

=> 5HCIO, +6 P + 9H.O > 6H:PO; + SHCI

* Ví dụ 3 : Cân bằng phương trình phan ứng ( có axit làm môi

trường ).

FeCO,+ KMnO,+H:SO, > Fe2(SO,);+ CO› +

Mn SO,+ K2SO, + HạO

Trang 26

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

* Ví dụ 5 : Cân bằng phan ứng sau (axit vừa tham gia quá trình

oxi hóa — khử vừa là tôi trường cung cấp gốc nitrat dé tạo mudi)

=> 3Cu +2HNO; -› 3Cu(NO;) +2 NO +H:O

Sau đó thêm 6 gốc NO; trong đó nitơ không thay đổi số oxi hóa :

3Cu + 8HNO; = 3Cu(NO;); + 2NO +4 H;O

* Ví dụ 6 : Cân bằng phương trình phan ứng (phan ứng oxi hóa

nội phân tử phức tạp ).

+7 -2

KMnO¿ ——> Mñ O;+ K, MnO,+ 0,

Trang 27

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2KMnO, = MnO + K›MnO; + O»

III.S.4.Phương pháp ion — electron

- Phương pháp ion - cletron còn gọi là phương pháp bán phan

ứng ( nữa phan ứng ), dựa trên sự cân bằng khối lượng và cân bằng điện tích giữa các chất tham gia phản ứng mà không cần xác định số oxi hóa.

- Phương pháp này chỉ áp dụng được cho những trường hợp các

phản ứng oxi hóa — khử xảy ra trong dung dich, ở đó phần lớn các chất

oxi hóa và chất khử tồn tại ở dạng ion

* Các bước tiến hành :

Bước 1 : Xác định chất oxi hóa và chất khử liên hợp, viết các nửa

phản ứng oxi hóa và khử.

Bước 2 : Cân bằng các nửa phản ứng

- Cân bằng khối lượng : Làm cho số nguyên tử của các nguyên

tố ở hai vế của phương trình bằng nhau.( thêm H” ,OH' hay nước chú ý

môi trường ).

- Cân bằng điện tích : Thêm hoặc bớt một số electron cho từng nửa phan ứng để cân bằng điện tích.

lước 3 : Cân bằng ion cho hai nửa phản ứng bằng cách nhân hệ

xố để : tổng số clectron cho = tổng số electron nhận

Bước 4 : Cộng các nửa phan ứng ta có phương trình ion thu gọn.

Để chuyển phương trình dạng ion thu gọn thành phương trình ion đầy đủ

và phương trình phân tử, cần công vào hai vế những lượng như nhau các

cation hoặc các anion để bù trừ điện tích

Trang 38

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

= Khi thực hiện phan ứng oxi hóa - khử trong dung dịch , môi

trường có thể tham gia phản tng Vai trò của môi trường rất quan

trong, có khi nó có tác dụng đến kha năng xảy ra phan ứng hoặc đến

chiều hướng phan ứng Chẳng han:

Phản ứng giữa kalibicromat KsCrsO; và kali iodua KI chi có

the “iy ra trong môi trường axit, chứ không thể xảy ra trong môi trường

kiểm hoặc trung tính.

Cr;(SO¡)y + Bry eM š NasCrO, + NaBr

Môi Irditg ¡XI

Do đó trong các bước cân bằng phản ứng, bước 2 phức tap hơn cả

v1 có xứ tham gia của môi trường Vì vậy chúng ta cần nghiên cứu bước

3 kỷ hơn trong quá trình thành lập phương trình phản ứng.

# Ví dụ 1: Cân bằng phương trình phan ứng :

MnO, + SO? +H* + Mn*'+ SO; + H:O

Bước 1: Xác định chất khử chat, oxi hóa ,viết các quá trình.

MnO; -› Mn”

SO} -› SOF

Bude 2: Cân bằng các nửa phan ứng :

- Cân bằng khối lượng :

Mangan trong ion MnO; có số oxi hóa +7 biến thành Min" như vậy đã có sự thu thêm Se và giảm bớt 4 ion oxi.

Lưu huỳnh trong ion SO} có số oxi hóa +4, biến thành

lưu huỳnh mang số oxi hóa +6 trong ion SO2”, như vậy đã có sự

nhường 2c và kết hợp | ion oxi.

*Cúc ion oxi rời khỏi ion MnO; sẽ kết hợp với ion HỶ trong môi

trưởng :

- Nếu môi trường axiL : Mỗi ionoxi kết hợp với 2 ion H*

đẻ tao thành một phân tử HO.

- Nếu môi trường trung tính hoặc kiểm thì H* của HO, do

đó mỗi ion oxi kết hợp với | phân tử HạO biến thành 2 ion OH.

Chú ý : Trong môi trường axit, ion oxi không thể kết hợp với |

ion H vì như thế sẽ tạo thành ion OH, ion này không tổn tại trong

dung dịch axit, nó lập tức kết hợp thêm | ion HỶ nữa để tạo thành HạO.

Trang 29

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

%* lon SOF cần kết hợp thêm ion oxi, các ion oxi được lấy từ ion

OH

- Nếu môi trường kiểm :Lấy ion oxi trong OH của môitrường Tuy nhiên, vì như thế thì sẽ giải phóng ra ion H* , ion này lập

tức kết hợp ion OH' trong môi trường để tạo thành HO Do đó, số ion

OH can thiết lớn gấp đôi số oxi cần kết hợp.

- Nếu môi trường trung tính hay axit thì ion oxi được lấy từ

OH của HạO., do đó làm giải phóng ra ion HÀ,

Ta hãy xét cụ thé về ví dụ trên :

+ Quá trình khử :

MnO; -› Mn”

Quá trình này can 8 ion HÀ để kết hợp với 4 ion oxi trong ion

MnO, Ở đây môi trường là axit, nên HẦ đó là của axit.

MnO; +8H* > MnTM* + 42,0

+ Quá trình oxi hóa :

SO? + SO?

Quá trình này đòi hỏi phái kết hợp với | ion oxi Nếu môi trường

là axit thì ion oxi ấy phải lấy ở OH’ của HạO.

SO} +HOH > SO} +2H*

CAn bang dién tich :

MnO, + Se + 8H = Mn”" + 4 HO

SO} +2e + HOH = SO} +2H*

Bước 3 : Cân bằng electron :

2x MnO, + Se + 8H! = Mn” + 4 H›O

5x SO} + 2c + HOH = SO} + 2H"

Bude 4 : Công các nửa phan ứng dé có phương trình ion rút gon:

2MnO, +5SO‡” +6 H* > 2Mn “+5 SO +3 HạO

[Phương trình ion đầy đủ :

3K*+ 2MnO,¿ +10 Na? +5SO{ +6H* +3SO2” 32K*+10Na*

+ Mn”'+8SO¿” + 3H;O

Phương trình phân tử : 2KMnO, +ŠNa3SO¡+3H›SO,=2MnSO,+K:SO,+ SNaaSO,+3H:O

Trang 30

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ví dụ 2 : Phản ứng trong đó môi trường là chất oxi hóa :

Cu + HNO; > Cu(NO:)› + NO + H:O

3Cu + 8HNO, = 3Cu(NO:))› + 2NO + 4H:O

Trong phương trình đó, trong số 8 phân tử HNO, có hai phân tửđóng vai trò chất oxi hóa, còn 6 phân tử đóng vai trò môi trường

Ví dụ 3: Phản ứng có kiểm tham gia :

NaCrO; + Brạ + NaOH -› NazCrO;+NaBr + HO

2NaCrO› + 3Bra +8 NaOH = 2Na;CrO;+6NaBr +4H;O

Ví dụ 4: Phan ứng có nước tham gia.

KMnO¿ +K2SO,+ HO -› MnOz+K;SO;+KOH

2x MnO, +2HOH + 3c -›MnO›+4OH'

3x SO{ +HOH-2c -+ SO} +2H*

Phương trình ion :

2 MnO; +3SO¿ +5 H:O -› 2 MnO›+3SO?”+2OH:

Phương trình phân tử :

2KMnO; +3K›:SO,+ 5H:O =2 MnOs+3K:SO,+2KOH

Ví dụ 5: Phản ứng có axit tham gia

KMnO.+KNO›+H:SO¿ -›MnSO¡+KNO:+K;§O¿+ HạO

Trang 31

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HNO; + HNO, + NO + H:O

Ix | NÓ: -2e +HOH + NO,+2H*

2x | NO, +le+2H* › NO+H:O Phương trình lon :

3NO; +2H” = NO,+2NO+ H,O Phương trình phân tứ :

3HNO; = HNO, + 2NO + H;O

Ví dụ 7: Phản ứng trong đó có nhiều nguyên tố biến đổi số

oxi hóa.

+3 -2 + + +2

As, 8S, + HNO¡+ HO +» H,AsO,+ H; SO,+ NO

AsS; + AsO} + SO;

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

IV THẾ OXI HÓA - KHỬ

- Thế oxi hóa = khử là thước đo kha ning oxi hóa và kha nang

Khử cua các chất, Trong phan này ta sẽ xem thé oxi hóa — khử là gì và

cach sử dụng chúng như thế nào,

IV.1 Điện cực - Thế điện cực

- Sự phát sinh bước nhảy thế ở ranh giới kim loại - dung dịch chất

điện phân nhờ sự oxi hóa và sự khử kim loại.

Moi kim loại đều có cấu trúc kim loại Tại các nút của mạng

lưới tỉnh thé kim loại là những ion, giữa chúng có các điện tử chuyển

dong Những điện tử này là chung cho các ion, tức là trong tinh thé kim

loai ton tại mốt cân bằng động

Me «© Me" + ne

Kim loại ion im loại điện uf

Khi nhúng một tấm kim loại vào nước, các ion kim loại có ở trên

bể mat tấm do tác dung của các phân tử nước phân cực sẽ chuyển vào

nue :

Mc" +m H:O «> Me" m HạO

lon kim loại hidrat hoa.

Tam kim loại vì thế trở nên du electron và tích điện âm Các ion

kim loại trong nước bị tấm kim loại tích điện âm đo hút trở lại và một

cân bằng động được thiết lập nhanh chóng, nghĩa là tốc độ chuyển ion

dương từ tấm kim loại vào nước bằng tốc độ chuyển ion dương từ nước

trở lại tấm kim loại : Voxinea = V aw

Lue hút tĩnh điện giữa cation kim loại và electron dư trên bể mặt

kim loại dẫn đến su hình thành lớp điện kép Có thể đồng nhất lớp điện kép như một tụ diện phẳng một ban là bể mặt kim loại, bản thứ hai là

lớp ion sát bể mặt kim loại, giửa các bản ngược dấu đó phát sinh một

hiệu điện thế hay một bước nhảy thé

Nếu nhúng tấm kim loại vào dung dịch muối của nó thì một phần

các cation kim loại sẽ chuyển từ dung dịch lên tấm kim loại Tấm kim

loai tích điện dương sẽ hút các anion tích điện âm từ dung dịch không

cho chúng tách khỏi bé mat tấm Vì vậy cả trong trường hợp này cũng

phat sinh lớp điện kép ở ranh giới giữa kim loại và dung dịch muối của

ha.

Trang 33

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

‘Tam kim loại nhúng trong dung dịch chất điện ly được gọi là điện

cực và bước nhảy thế phát sinh ở ranh giới kim koai — dung dịch thì

được gọi là thế điện cực

IV.2 Pin điện

Lay hai điện cực, chang hạn điện cực kẽm và điện cực đồng đặt

xát nhau và ngăn cách bởi một màng xốp ( Hình 2) Màng xốp này

không để cho các dung dịch ở hai điện cực trộn lẫn với nhau và chỉ cho những lượng ion dư chuyển từ điện cực này sang điện cực kia.

Hệ gồm hai điện cực kim loại ghép với nhau bằng cách như vậy

gọi là pin điện Khi nối hai điện cực đó với nhau bằng một dây dẫn có

một dòng điện chạy từ điện cực Cu sang điện cực Zn nghĩa là có sự

chuyển dời của electron từ tấm Zn sang tấm Cu Trong pin điện này Cu

là cực dương và Zn là cực âm.

Sở đồ nguyên tố Ganvani ( Kẽm - đồng )

Quan sát các điện cực, nhận thấy ở điện cực âm nồng độ của ion

Zn‘ trong dung dịch tăng lên nghĩa là kẽm tan thêm :

Zn — 2e =Zn”" Sự oxi hóa kẽm

Và ở điện cực dương, nồng độ của ion Cu** ở trong dung dịch

giảm xuống nghĩa là đồng kết tủa ở trên điện cực

Cu" + 2c =Cu : Sự khử ion Cu?"

Đồng thời các ion SOF dư ở điện cực dương và ion Zn* dư ở

điện cực âm sẽ di chuyển qua màng xốp.

Như vậy rõ rang ở trong pin đã xay ra nhắn ứng oxi hóa — khử,

Zn chuyển electron qua dây dẫn cho Cu và biến thành Znˆ*, còn ion

Cur’ đến tấm đồng nhận electron biến thành kim loại.

Trang 34

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2œ

Zn + Cu” = Zn? +Cu

Chất khử chất oxi hóa

# Suất điện động của pin

Suất điện động của pin được định nghĩa là hiệu số của thế điện

cực dương và thế điện cực âm

Esw= E - E

Điện cực nào có trị số thế điện cực lớn hơn gọi là điện cực dương

* Sức điện động chuẩn E”.

Sức điện động đo được trong điều kiện chuẩn| p =latm ,t = 25"C,

dion) = 1] gọi là sức điện động chuẩn.

Ví dụ : Thế điện cực chuẩn của kẽm là E” 2n = - 0,76 V

Thế điện cực chuẩn của đồng là E” Cu ẨC= 034 V

> Sức điện dong chuẩn của pin kèm - đồng là :

E”= i" Cu" a E" Zn- v2 = — fh =

E Cu 7n 0.34 — (- 0,76 )=1,1 V

IV.3 Xác định thế điện cực chuẩn.

Người ta không thể xác định được giá trị tuyệt đối của mỗi thế

điện cực chuẩn vì trong bất kỳ một pin điện nào cũng đều xảy ra hai

nửa phản ứng ở hai điện cực và sức điện động của pin bằng hiệu của

hai thế điện cực

Bởi vậy, người ta cần dùng giá trị tương đối của thế điện cực với

qui ước rằng thế điện cực chuẩn của điện cực hidro (Pụ,= latm,

C=! mol/ lit, t=25”C) bằng 0.

TT

>) 2H” =

E J4, =0

Muốn xác định thế tương đối của một điện cực nào đó, người ta

ghép điện cực đó với điện cực chuẩn hidro thành một pin điện rồi đo

sức điện đông E của nó Giá trị sức điện động này chính là thế điện cực

của điện cực khảo sát Ta có thể ký hiệu mạch pin đó như sau:

PtrH›] “| M

Trang 35

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Qui ước dấu :

- Điện cực chuyển electron cho điện cực hidro là điện cực âm đối

với điện cực hidro Thế của điện cực đó mang dấu âm.

- Điện cực nhận electron từ điện cực hidro là điện cực dương Thế

điện cực đó mang dấu dương

Ví dụ : Trong pin kẽm = hidro

PH)! Ht! Zn”*| Zn

điện cực kẽm là điện cực âm

Sức điện đông của pin đo được là 0,76 V

` zn =-(76 V

Trong pin đồng - hidro

PuH;j Ht | |Cu** |Cu

Sức điện đông đo được là: 0.34 V và vì điện cực đồng là điện cựcdương nén :

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

IV.4 Độ mạnh của chất oxi hóa - chất khử.

Thế điện cực đặc trưng định lượng cho tính chất oxi hóa của chất

oxi hóa (dang oxi hóa ) và tính chất khử của chất khứ( dang khử).

Thế điện cực chuẩn càng âm dạng khử của nó là chất khử càngmanh và dang oxi hóa của nó là chất oxi hóa càng yếu

Thế điện cực chuẩn càng dương, dạng chất oxi hóa của nó là chất

oxi hóa càng mạnh và dạng khử của nó là chất khử càng yếu.

Trong bang người la sắp xếp các thế điện cực theo chiều tang dần

kha năng oxi hóa của dang oxi hóa và chiều giảm dan khả năng khử

củu dạng khử.

IV.§ Điều kiện để phan ứng oxi hóa - khử xảy ra.

* Phan ứng oxi hóa — khử sẽ tự xảy ra trong trường hợp : Thế

điện cực của hệ với sự tham gia của chất oxi hóa lớn hơn so với hệ có

xứ tham gia của chất khử, tức là sức điện động của pin tạo bởi hai điện

cực này có giá trị dương.

Ví dụ [: Xét xem thiếc kim loại có tan được trong dung dịch axit

manh có nồng độ IN (Cs = | mol/lit ) hay không ?

Qua bang các thế điện cực chuẩn, ta thấy ở nhiệt độ thường :Nửa phản ứng :

Sn* +2e=Sn có E” Su =-(),14V

2H* +2e = H; cóE" aay =(0V

2

Nhu vậy trong pin thiếc — hidro, điện cực hidro là điện cực dương

và điện cực thiếc là điện cực âm, nghĩa là Sn chuyển electron sang điện

cực hidro va pin có sức điện động :

Qua ví dụ này ta rút ra được một kết luận:

Những kim loại có thế điện cực chuẩn E” < 0 có thể tan trong

dung dịch axit giải phóng hidro.

Trang 37

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Ví dụ 2 : Xác định xem các lon MnO, có oxi hóa được ion clorua

tới clo tự do không, trong các môi trường axit và trung tính.

Theo bảng ta tim được thé oxi hóa = khử chuẩn :

E.> EY Vì vậy trong môi trường axiL các ion pemanganat sẽ

oxi hóa các ion clorua tới clo tự do Nếu như đồ dung dich axit clohidric hay dung dịch muối clorua đã axit hóa bang dung dịch axit sulfuric vào

dung dịch pemanganat thì ta có thể quan xát được sự mất màu tím của

dung dịch ncmanganal.

Trong môi trường trung tinh, E› nhỏ hơn nhiều so với Eì vì vậy

ion pemanganat không thể oxi hóa các ion clorua tới Clo tự do.

Ví dụ 3 : Crôm kim loai có thể đẩy được sắt ra khỏi dung dịch của

muối sat (HH) hay không ?

Qua bang thế điện cực chuẩn ta thấy :

xy ra, nghĩa là crôm kim loại tan ra và sắt kim loại được kết tủa.

* Kết luận : Kim loại có thế điện cực chuẩn bé đẩy kim loại có

thế điện cực chuẩn lớn hơn ra khỏi dung dịch muối của nó.

Trên đây chúng ta mới chỉ nói đến khả năng phản ứng của các

chất ở điều kiện chuẩn Khi có sự thay đổi nhiệt độ, pH của dung dich, nóng độ của những chất tham gia và nhiều nhân tố khác nữa thì đại

ling thể oxi hóa — khử cũng thay đối, do đó có thay đối chiều phản

tín.

Trang 38