MỘT số TRAO đổi về vấn đề số OXI hóa

MỘT SỐ TRAO ĐỔI VỀ VẤN ĐỀ SỐ OXI HÓA Phạm Trọng Thịnh A. ĐẶT VẤN ĐỀ. Trong lĩnh vực dạy học sinh giỏi, phản ứng oxi hóa là vấn đề quan trọng và khó. Phản ứng oxi – khử có mặt trong các chuyên ngành của hóa học như hữu cơ, vô cơ, phân tích, hóa lý. Các bài tập về phản ứng oxi hóa – khử thường phổ biến trong các đề thi học sinh giỏi các cấp. Đối với học sinh khối chuyên hóa bậc THPT “phản ứng oxi hóa – khử” được các thày cô giáo dạy hai lần. Lần thứ nhất là năm học lớp 10 với mục tiêu là có kiến thức đê tham dự các kì thi học sinh giỏi khu vực và thi học sinh giỏi quốc gia. Lần thứ hai dành cho lớp 12, sau khi các em đã hoàn thành nhiệm vụ học chương trình chuyên. Mục tiêu của lần thứ hai là học theo hướng thi đại học. Thực tế kinh nghiệm cho thấy đê học sinh học tốt phần “phản ứng oxi hóa – khử” lần hai cho mục tiêu thi đại học, người thầy phải tiến hành “ tẩy não” cho học sinh phần lớn kiến thức của phần chuyên đã học lần thứ nhất. Đây là sự bất cập giữa hai kỳ thi mà cơ quan quản lý giáo dục cấp trên cũng phải quan tâm đê có hướng giải quyết. Số oxi hóa là nền tảng quan trọng ban đầu làm cơ sở đê phát triên các nội dung lý thuyết khác về phản ứng oxi hóa khử. Trong đợt hội thảo này, chúng tôi xin trình bày và chia sẻ với các bạn đồng nghiệp về vấn đề “Khái niệm và ứng dụng của số oxi hóa trong các kỳ thi học sinh giỏi”. Bài viết này không phải là một giáo án lên lớp. Đây là những vấn đề mà trong quá trình giảng dạy, chúng tôi còn thấy vướng mắc. Hi vọng sau khi cùng mọi người thảo luận, chúng ta sẽ có được cách nhìn nhận đúng đắn hơn về những vấn đề này. B. NỘI DUNG. I. SỐ OXI HÓA LÀ GÌ? Có nhiều tác giả và nhiều sách đã phát biêu định nghĩa về số oxi hóa. Chúng tôi cũng xin được nhắc lại quan điêm về số oxi hóa của một số tác giả. “Khác với hóa trị, số oxi hóa chỉ là một khái niệm có tính hình thức vì nó không phản ánh một trạng thái thực nào của nguyên tố ở trong hợp chất. Số oxi hóa là số đại số chỉ điện tích mà nguyên tử sẽ có nếu những electron ở trong phân tử được phân bố giữa các nguyên tử theo một nguyên tắc nào đó. Số oxi hóa của mỗi nguyên tử trong hợp chất cộng hóa trị có cấu tạo đã biết là bằng điện tích mà nguyên tử còn lại sau khi tất cả các cặp electron chung hoàn toàn chuyên dịch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn (cặp electron chung giữa hai nguyên tử giống nhau được chia đôi)”. (Hoàng Nhâm- Hóa học các nguyên tố - tập I trang 19) “Số oxi hóa quy ước bằng điện tích ở nguyên tử của nguyên tố được xét, khi cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn hơn.” (Vũ Đăng Độ - Cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học) “Số oxi hóa của một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử của hợp chất với giả thiết rằng các liên kết trong phân tử đều là liên kết ion. Khái niệm “số oxi hóa” cũng như khái niệm điện hóa trị trước đây chỉ có tính chất hình thức, không đặc chưng cho trạng thái thực của nguyên tử trong hợp chất. Nhưng dù sao, khái niệm số oxi hóa vẫn có những ý nghĩa thực tế nhất định.” (Đặng Trần Phách, Trần Thị Đà - Cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học) Từ các quan điêm trên, ta thấy số oxi hóa phụ thuộc vào các yếu tố: - Cấu tạo phân tử (Các chất là đồng phân của nhau thì số oxi hóa của mỗi nguyên tử có thê sẽ khác nhau). - Độ âm điện của nguyên tố. Độ âm điện của nguyên tố là khả năng của nguyên tử nguyên tố đó ở trong phân tử hút electron về nó. Đây là tính chất của nguyên tử trong phân tử chứ không phải của nguyên tử tự do, do đó việc xác định độ âm điện là rất khó khăn. Về độ âm điện, hiện nay có ba thang đo độ âm điện của các nguyên tố. Sự biến đổi độ âm điện của các nguyên tố trong các thang đa phần là giống nhau, tuy nhiên cũng có một vài nguyên tố có sự khác biệt. Ví dụ: theo thang Mulliken thì C có độ âm điện là 2,48 trong khi S là 2,28 nhưng theo thang Pauling thì độ âm điện của C và S lần lượt là 2,55 và 2,58. Trong ba thang đo độ âm điện trên thì thang Pauling thường được phổ biến hơn. Tuy nhiên, cũng phải thấy rằng, độ âm điện của các nguyên tố theo các thang đo là đại lượng hằng định. Nhưng thực tế, khả năng hút electrong của nguyên tử của cùng một nguyên tố trong các phân tử khác nhau cũng khác nhau. Ví dụ như, độ âm điện của nguyên tử cacbon còn phụ thuộc vào trạng thái lai hóa của nguyên tử trong phân tử: Csp (3,5) > Csp2 (2,8) > Csp3 (2,5) (Theo Cơ chế và phản ứng hóa học hữu cơ tập 1– Thái Doãn Tĩnh). Vậy có thê tạm kết luận là đối với một số chất đơn giản, số oxi hóa sẽ tường minh. Tuy nhiên, với những chất phức tạp, số oxi hóa rất khó xác định có giá trị cụ thê nào. Nguyên nhân là do giữa số oxi hóa và hướng chuyên dịch electron của liên kết trong phân tử có mối liên quan mật thiết với nhau. Vấn đề là chúng ta vẫn phải dùng số oxi hóa đê cân bằng phương trình, nhận diện ra phản ứng oxi hóa khử, đánh giá vai trò của nó là chất khử hay chất oxi hóa, dựa vào nó đê dự đoán cấu tạo... Cho nên khi dạy học, ra đề thi và chấm bài của học trò, theo chúng tôi nên có cái nhìn toàn diện và đôi khi phải chấp nhận nhiều phương án trả lời. II. XÁC ĐỊNH SỐ OXI HÓA BẰNG CÁCH NÀO? II.1. Xác định bằng các quy tắc: Các quy tắc đã được nên chi tiết trong sách giáo khoa Hóa học lớp 10 cũng như các tài liệu khác, nên chúng ta sẽ không nhắc lại ở đây. Chú ý rằng, các quy tắc này có tính kinh nghiệm, không nên đi sâu giải thích. Việc xác định số oxi hóa theo các quy tắc thì các nguyên tử của cùng một nguyên tố trong hợp chất sẽ có số oxi hóa bằng nhau (số oxi hóa trung bình). II.2.Xác định số oxi hóa theo cấu tạo và đặc điểm của liên kết: II.2.1. Xác định số oxi hóa theo cấu tạo và theo quy tắc có gì khác nhau? Trong các ví dụ dưới đây, số oxi hóa theo cấu tạo được xác định bằng cách gán các cặp electron dùng chung cho nguyên tử nguyên tố có độ âm điện cao hơn theo thang đo của Pauling. Khi đó, điện tích xuất hiện trên nguyên tử chính là số oxi hóa của nó. Ví dụ 1: Với IO3F, thì số oxi hóa của mọi nguyên tử xác định theo quy tắc và cấu tạo là giống nhau: Ví dụ 2: Với H2S2O3 nếu tính theo quy tắc thì số oxi hóa của S là +2. Nếu xác định theo cấu tạo thì số oxi của hai nguyên tử S sẽ khác nhau như được ghi ở dưới cho từng đồng phân: Đồng phân 1: Đồng phân 2: Ví dụ 3: Với H3PO5 nếu tính theo quy tắc thì số oxi hóa của P là +7 (vô lý). Nếu xác định theo cấu tạo thì số oxi hóa của P là +5. Tương tự như trên, học sinh có thê vận dụng đê trả lời cho câu hỏi trong trường hợp nào số oxi hóa xác định theo quy tắc và cấu tạo là giống nhau, trường hợp nào sẽ khác nhau: CrO5: BrO2F: FNO3: FClO4: Ví dụ: CaOCl2; H2S2O3; H2SnO6; phần lớn các hợp chất hữu cơ như cacbon trong C3H8;… Xác định số oxi hóa của các nguyên tố theo quy tắc: ; ; ; …. Nếu xác định số oxi hóa dựa vào cấu tạo sẽ thu được kết quả như sau: CaOCl2 : C3H8: Với các chất là đồng phân cấu tạo của nhau thì số oxi hóa của mỗi nguyên tử có thê sẽ khác nhau và có thê sẽ khác với số oxi hóa trung bình. và II.2.2.Cấu trúc cộng hưởng có ảnh hưởng đến việc xác định số oxi hóa như thế nào? Mỗi phân tử hoặc ion có thê được biêu diễn bằng hai hay nhiều công thức cộng hưởng. Phân tử hoặc ion thực là sự tổ hợp giữa các công thức cộng hưởng, không có công thức cộng hưởng thê hiện chính xác phân tử thực. Với đa số các trường hợp, trong các cấu trúc cộng hưởng khác nhau, số oxi hóa của nguyên tử xác định theo cấu tạo như ở phần trên (dùng thang độ âm điện của Pauling) thì số oxi hóa thường biến đổi. Ví dụ: Xét phân tử buta – 1,3 – đien. Có thê biêu diễn các công thức cộng hưởng và xác định số oxi hóa của nguyên tử như sau: Tuy nhiên, nếu dựa vào mối liên quan giữa hướng dịch chuyên electron và số oxi hóa thì số oxi hóa không biến đổi (bằng -2) thì có lý hơn. Một số trường hợp, khi xuất hiện sự giải tỏa electron, việc xác định số oxi hóa sẽ trở nên khó khăn hơn nhiều. Ví dụ: Xét ion S2O32-. Ta có thê có một số công thức cộng hưởng như sau: Với 2 cấu trúc cộng hưởng trên, số oxi hóa của S trong mỗi cấu trúc là khác nhau. Tuy nhiên, trên thực tế các electron được giải tỏa ra toàn bộ ion. Hai công thức cộng hưởng trên đều không phản ánh đúng cấu tạo thực của ion S 2O32-, do đó việc xác định chính xác số oxi hóa của mỗi nguyên tử S là bất khả thi. II.2.3.Dựa vào độ âm điện như thế nào đến việc xác định số oxi hóa? Như đã nói ở trên hiện nay có ba thang đo độ âm điện của các nguyên tố đó là thang Pauling, Mulliken, Allred - Rochow. Sự biến đổi độ âm điện của các nguyên tố trong các thang đa phần là giống nhau, tuy nhiên cũng có một vài nguyên tố có sự khác biệt. Trong ba thang đo độ âm điện trên thì thang Pauling thường được phổ biến hơn. Ngoài ra, độ âm điện của nguyên tử còn phụ thuộc vào trạng thái lai hóa của nguyên tử, do đó cũng ảnh hưởng đến trạng thái oxi hóa của nguyên tử. Đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố đến việc xác định số oxi hóa hóa ta xét một số ví dụ sau đây: Ví dụ 1: phân tử PH3: Trong phân tử PH3, độ âm điện của H (2,20) lớn hơn so với P (2,19) do vậy P sẽ có số oxi hóa +3 còn H là -1. Ví dụ 2: Xét phân tử propen: Nếu bỏ qua sự ảnh hưởng của lai hóa đến độ âm điện thì số oxi hóa của các nguyên tử cacbon lần lượt là: Nếu xét sự ảnh hưởng của lai hóa đến độ âm điện thì trong liên kết giữa C sp – Csp3 cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử C sp. Do đó độ âm điện của các nguyên tử trong phân tử propen như sau: Ví dụ 3: Xét phân tử CH3CO3H (peaxit). Nếu bỏ qua sự ảnh hưởng của lai hóa đến độ âm điện thì số oxi hóa của các nguyên tử lần lượt là: Nếu xét ảnh hưởng do lai hóa của nguyên tử C đến độ âm điện thì trong liên kết giữa Csp – Csp3 cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử C sp. Do đó độ âm điện của các nguyên tử trong phân tử peaxit như sau: Ngoài ra, việc sử dụng các thang đo độ âm điện khác nhau cũng có thê dẫn đến kết quả trái ngược nhau: Ví dụ 4: Xét số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử Si2H6: Nếu chỉ đê ý đến độ âm điện của nguyên tử Si và H: + Theo thang Pauling: độ âm điện của độ âm điện của H và Si lần lượt là 2,20 và 1,93. Khi đó số oxi hóa của H là -1 và Si là +3. + Theo thang Mulliken: độ âm điện của độ âm điện của H và Si lần lượt là 2,21 và 2,25. Khi đó số oxi hóa của H là +1 và Si là -3. + Theo sách giáo khoa lớp 10, nếu quan niệm liên kết H-Si không phân cực do hiệu độ âm điện (theo cả hai thang Pauling và Mulliken) quá bé thì số oxi hóa của Si là 0, H là 0. Như vậy ta thấy, các yếu tố về độ âm điện, cấu tạo có ảnh hưởng trực tiếp đến việc xác định số oxi hóa. III.ỨNG DỤNG CỦA SỐ OXI HÓA: III.1.Nhận diện phản ứng oxi hóa khử, vai trò các chất trong phản ứng: Trên cơ sở việc xác định số oxi hóa và khái niệm về phản ứng oxi hóa – khử, ta vận dụng đê xác định xem phản ứng có thuộc loại oxi hóa – khử hay không. Hãy cho biết các phản ứng sau là có phải là phản ứng oxi hóa khử hay không? Ví dụ 1: Xét phản ứng: Zn3P2 + 6H2O → 3Zn(OH)2 + 2PH3. Ta thấy số oxi hóa lần lượt của các chất là Nguyên tố photpho có sự biến đổi số oxi hóa từ -3 thành +3 nên phản ứng (1) là phản ứng oxi hóa – khử mặc dù phản ứng thủy phân thường không phải là phản ứng oxi hóa khử. Ví dụ 2: Xét phản ứng: C2H4 + HCl → C2H5Cl. Nếu xét dạng phương trình phân tử: Ta thấy trong phản ứng trên, số oxi hóa của các nguyên tố không thay đổi. Do vậy kết luận phản ứng trên không là phản ứng oxi hóa – khử. Tuy nhiên, khi xét đến cấu tạo phân tử có vấn đề phát sinh: Ta thấy số oxi hóa của nguyên tử cacbon tạo liên kết đôi có sự biến đổi. Do vậy đây là phản ứng oxi hóa – khử. Ví dụ 3: Dựa vào đề thi chọn đội tuyển dự thi Olympic Hóa học quốc tế năm 2010. Xét phản ứng: Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ → 2CrO5 + 5H2O. Nếu chỉ dựa vào quy tắc đê xác định số oxi hóa sẽ thấy phản ứng trên là phản ứng oxi hóa – khử. Tuy nhiên, thực tế không tồn tại Cr có số oxi hóa +10. Trong CrO5, số oxi hóa của crom là +6 và của oxi là -2, -1 do peoxit CrO5 có cấu trúc: Do vậy phản ứng trên không phải là phản ứng oxi hóa-khử vì số oxi hóa của các nguyên tố không thay đổi trong quá trình phản ứng. Ví dụ 4: Xét phản ứng: S2O32- + 2H+ → S↓ + SO2 + H2O Xác định số oxi hóa của Na 2S2O3 theo cấu tạo sẽ gặp khó khăn theo như đã phân tích ở trên. Do đó ta nên xác định số oxi hóa của các chất theo quy tắc, khi đó, phản ứng trên là phản ứng oxi hóa khử: Nếu sử dụng cấu trúc cộng hưởng dưới đây của S 2O32- đê xét thì phản ứng trên lại được coi như không phải là phản ứng oxi hóa khử Ngoài ra có một số phản ứng, khi sử dụng các công thức cấu tạo ứng với các đồng phân khác nhau cũng có thê thu được các kết quả khác nhau: Ví dụ: Phản ứng phân hủy H2S2O3 H2S2O3 → SO2 + S + H2O - Nếu xác định số oxi hóa theo quy tắc: Ta thấy số oxi hóa của S trong phản ứng trên có sự thay đổi, do đó, phản ứng trên là phản ứng oxi hóa khử. - Nếu xác định số oxi hóa dựa vào cấu tạo thì tùy thuộc vào việc sử dụng cấu tạo nào của H2S2O3 mà phản ứng có thê là phản ứng oxi hóa khử hoặc không. Một số phản ứng trong hóa học hữu cơ như phản ứng cộng, tách, đồng phân hóa… thì cũng thấy có sự tương tự như trên. Theo từng quan điêm, phản ứng có thê là phản ứng oxi hóa khử hoặc không. Ví dụ: C2H5OH → C2H4 + H2O CH2=CH-CHOH-CH3 → HO-CH2-CH=CH-CH3. III.2.Số oxi hóa và cân bằng phản ứng oxi hóa: Một trong những ứng dụng quan trọng của số oxi hóa đó là đê cân bằng các phản ứng oxi hóa – khử. Như chúng ta đã biết có hai phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa – khử thường được đó là phương pháp thăng bằng electron và phương pháp ion – electron. Phương pháp thăng bằng electron là phương pháp cân bằng chủ yếu hiện nay và sử dụng nhiều trong luyện thi đại học. Đối với học sinh chuyên ta cũng nên quan tâm việc cân bằng phương trình của 1 số phản ứng đê hiêu thêm về khái niệm số oxi hóa. Ví dụ 1: Cân bằng phương trình sau theo phương pháp thăng bằng electron CS2 + O2 → CO2 + SO2 Theo phương pháp xác định độ âm điện của Mulliken, độ âm điện của S: 2,28; của C: 2,48 thì số oxi hóa của S là +2, C là -4 (S=C=S) Ta có: CS2 → C+4 + 2S+4 + 12e O2 + 4e → 2O-2 kết quả là: (1) (2) ×1 ×3 CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 Theo phương pháp xác định độ âm điện của Pauling, độ âm điện của S: 2,58; của C: 2,55 thì số oxi hóa của S là -2, C là +4 ( S=C=S) Ta có: CS2 → C+4 + 2S+4 + 12e (1) ×1 O2 + 4e → 2O-2 kết quả là : (2) ×3 CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 Theo Pauling và sách giáo khoa lớp 10, nếu quan niệm liên kết C-S không phân cực do hiệu độ âm điện quá bé thì số oxi hóa của S là 0, C là 0 ( S=C=S) Ta có: kết quả là: CS2 → C+4 + 2S+4 + 12e (1) ×1 O2 + 4e → 2O-2 (2) ×3 CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 Qua ví dụ trên ta lại càng thấy rõ khái niệm số oxi hóa chỉ có tính hình thức, không đặc trưng cho trạng thái thực của nguyên tử nhưng vẫn giúp chúng ta cân bằng được phương trình chính xác. Nhưng cần lưu ý rằng khi yêu cầu học sinh đánh giá vai trò của các nguyên tố trong phản ứng oxi hóa khử ( chất oxi hóa hay chất khử) cần hết sức thận trọng. Như ở trên: Cách 1 chỉ có lưu huỳnh là chất khử, cách 2 chỉ có C là chất khử, cách 3 thì cả C và S là chất khử. Một số ví dụ tham khảo: Si2H6 + O2 → SiO2 + H2O AlP + O2 → Al2O3 + P4O6 Độ âm điện theo Pauling Si: 1,93 H: 2,20 Al: 1,61 P: 2,19 Độ âm điện theo Mulliken Si: 2,25 H: 2,21 Al: 1,64 P: 1,84 Trong một số phản ứng, có thê viết được nhiều phương trình phản ứng dạng phân tử. Khi đó việc tính toán, nghiên cứu phản ứng sẽ rất khó khăn. Nếu vận dụng phương trình dạng ion thu gọn sẽ thuận tiện hơn rất nhiều. Đê cân bằng các phương trình dạng ion thu gọn này, người ta có thê sử dụng phương pháp cân bằng ion – electron. Ví dụ: Khi cho FeS vào dung dịch HNO3 đặc đun nóng thu được khí NO2, viết phương trình phản ứng cho phản ứng trên. Nếu phản ứng trên viết ở phân tử, ta có thê có nhiều kiêu viết như: FeS + 12HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O. 3FeS + 30HNO3 → Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 + 27NO2 + 15H2O. 4FeS + 42HNO3 → Fe2(SO4)3 + 2Fe(NO3)3 + H2SO4 + 36NO2 + 20H2O. ……. Nếu sử dụng phương trình ion thu gọn thì vấn đề đơn giản hơn nhiều, phản ứng chỉ cần biêu diễn bằng một phương trình. FeS + 10H+ + 9NO3- → Fe3+ + SO42- + 9NO2 + 5H2O. III.3. Vận dụng số oxi hóa để dự đoán tính oxi hóa- khử và cấu tạo của chất: Đây là phần rất hữu ích cho các em khi học về hóa học nguyên tố. Nên khai thác và giúp học sinh vận dụng thành phần này. Khi các em áp dụng tốt phần dự đoán tính chất và cấu tạo của chất, có thê suy luận phần nào đó thay vì phải nhớ chi tiết từng tính chất, học thuộc một cách máy móc. Dự đoán tính chất oxi hóa – khử : Đê dự đoán được tính chất oxi hóa – khử của hợp chất ta cần nắm được các thông tin : + Số oxi hóa của nguyên tố cần đánh giá trong hợp chất là bao nhiêu? + Trong các hợp chất, số oxi hóa thường gặp của nguyên tố trong các hợp chất là bao nhiêu? Ví dụ : Dự đoán tính chất hóa học của CrO5: Trong hợp chất CrO5 thì Cr có số oxi hóa +6 và O có số oxi hóa -1; -2. Do đó, ta có thê dự đoán O-1 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử trong khi đó Cr+6 chỉ có tính oxi hóa. CrO5 + 2 KOH → K2Cr2O4 + H2O + O2 (tự oxi hóa khử của O-1) 4CrO5 + 6H2SO4 → 2 Cr2(SO4)3 + 6H2O + 7O2 (oxi hóa khử nội phân tử giữa Cr +6 và O-1) 4KMnO4 + 5 CrO3 + 6H2SO4 → 5H2CrO4 + 2K2SO4 + H2O + 10O2 (O-1 đóng vai trò là chất khử) Dự đoán cấu tạo của hợp chất: Dựa vào số oxi hóa cao nhất của nguyên tố, số oxi hóa của nguyên tố trong hợp chất cụ thê có thê dự đoán phần nào cấu tạo của hợp chất đó. Ví dụ: Xác định công thức cấu tạo của H 2S2O8: Nếu áp dụng quy tắc, ta xác định được số oxi hóa của S trong H 2S2O8 là +7 mà S có số oxi hóa cao nhất là +6. Do vậy trong phân tử H2S2O8 phải có dây oxi (dạng peoxit). Công thức cấu tạo: Tương tự như trên, ta có thê đề xuất công thức cấu tạo của H2Cr2O12; H3CrO8. Công thức cấu tạo của H2Cr2O12: Công thức cấu tạo của H3CrO8: Phân loại và dự đoán tính chất dựa vào số oxi hóa. Ta có thê sắp xếp các chất có số oxi hóa của nguyên tử trung tâm giống nhau vào cùng một nhóm đê thuận lợi cho việc nghiên cứu tính chất của chúng. Ví dụ : Các axit có oxi của photpho được chia làm 3 loại : - Nhóm có số oxi hóa + 1 như : H3PO2. - Nhóm có số oxi hóa +3 như : HPO2, H3PO3, H4P2O5 - Nhóm có số oxi hóa + 5 như : HPO3, H3PO4, H4P2O7. Các chất trong nhóm này đều có tính axit tương đương nhau, khi tìm hiêu thì ta chỉ cần nghiên cứu tính chất của một chất đại diện. Hay oxi axit của Cr có 2 dạng cùng số oxi hóa của Cr (+6) là: H2Cr2O7 và H2CrO4. Hai axit tồn tại trong hai loại môi trường khác nhau. Việc phân loại này rất thuận tiện cho nghiên cứu tính chất hóa học của các chất. C.KẾT LUẬN: “ Số oxi hóa” là mắt xích đầu tiên, không thê thiếu khi nghiên cứu và giảng dạy phần phản ứng oxi hóa khử. Vấn đề vẫn tưởng như đơn giản, nhưng khi đi sâu vào tìm hiêu thì thấy có rất nhiều vướng mắc cần được thảo luận. Mặc dù đã rất cố gắng, song do thời gian và khả năng hạn chế, bản chất vấn đề phức tạp nên những nội dung nêu trên chưa thê hoàn thiện. Chúng tôi chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp và phê bình của các đồng nghiệp. D.TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Vũ Đăng Độ. Cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học. NXBGD-2010. - Đặng Trần Phách, Trần Thị Đà. Cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học. NXBGD - Hoàng Nhâm. Hóa học vô cơ tập I, II, III. NXBGD – 2004. - Nguyễn Đức Vận. Bài tập hóa học vô cơ. NXBGD – 1986. - Nhiều tác giả. Hóa học năm thứ nhất MPSI và PTSI. NXBGD – 2009. [...]... dựa vào số oxi hóa Ta có thê sắp xếp các chất có số oxi hóa của nguyên tử trung tâm giống nhau vào cùng một nhóm đê thuận lợi cho việc nghiên cứu tính chất của chúng Ví dụ : Các axit có oxi của photpho được chia làm 3 loại : - Nhóm có số oxi hóa + 1 như : H3PO2 - Nhóm có số oxi hóa +3 như : HPO2, H3PO3, H4P2O5 - Nhóm có số oxi hóa + 5 như : HPO3, H3PO4, H4P2O7 Các chất trong nhóm này đều có... oxi hóa -1; -2 Do đó, ta có thê dự đoán O-1 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử trong khi đó Cr+6 chỉ có tính oxi hóa CrO5 + 2 KOH → K2Cr2O4 + H2O + O2 (tự oxi hóa khử của O-1) 4CrO5 + 6H2SO4 → 2 Cr2(SO4)3 + 6H2O + 7O2 (oxi hóa khử nội phân tử giữa Cr +6 và O-1) 4KMnO4 + 5 CrO3 + 6H2SO4 → 5H2CrO4 + 2K2SO4 + H2O + 10O2 (O-1 đóng vai trò là chất khử) Dự đoán cấu tạo của hợp chất: Dựa vào số oxi hóa. .. thuộc một cách máy móc Dự đoán tính chất oxi hóa – khử : Đê dự đoán được tính chất oxi hóa – khử của hợp chất ta cần nắm được các thông tin : + Số oxi hóa của nguyên tố cần đánh giá trong hợp chất là bao nhiêu? + Trong các hợp chất, số oxi hóa thường gặp của nguyên tố trong các hợp chất là bao nhiêu? Ví dụ : Dự đoán tính chất hóa học của CrO5: Trong hợp chất CrO5 thì Cr có số oxi hóa +6... nghiên cứu tính chất của một chất đại diện Hay oxi axit của Cr có 2 dạng cùng số oxi hóa của Cr (+6) là: H2Cr2O7 và H2CrO4 Hai axit tồn tại trong hai loại môi trường khác nhau Việc phân loại này rất thuận tiện cho nghiên cứu tính chất hóa học của các chất C.KẾT LUẬN: “ Số oxi hóa là mắt xích đầu tiên, không thê thiếu khi nghiên cứu và giảng dạy phần phản ứng oxi hóa khử Vấn đề vẫn tưởng như đơn... 2Fe(NO3)3 + H2SO4 + 36NO2 + 20H2O …… Nếu sử dụng phương trình ion thu gọn thì vấn đề đơn giản hơn nhiều, phản ứng chỉ cần biêu diễn bằng một phương trình FeS + 10H+ + 9NO3- → Fe3+ + SO42- + 9NO2 + 5H2O III.3 Vận dụng số oxi hóa để dự đoán tính oxi hóa- khử và cấu tạo của chất: Đây là phần rất hữu ích cho các em khi học về hóa học nguyên tố Nên khai thác và giúp học sinh vận dụng thành phần này Khi... của nguyên tố, số oxi hóa của nguyên tố trong hợp chất cụ thê có thê dự đoán phần nào cấu tạo của hợp chất đó Ví dụ: Xác định công thức cấu tạo của H 2S2O8: Nếu áp dụng quy tắc, ta xác định được số oxi hóa của S trong H 2S2O8 là +7 mà S có số oxi hóa cao nhất là +6 Do vậy trong phân tử H2S2O8 phải có dây oxi (dạng peoxit) Công thức cấu tạo: Tương tự như trên, ta có thê đề xuất công thức cấu... trong phản ứng oxi hóa khử ( chất oxi hóa hay chất khử) cần hết sức thận trọng Như ở trên: Cách 1 chỉ có lưu huỳnh là chất khử, cách 2 chỉ có C là chất khử, cách 3 thì cả C và S là chất khử Một số ví dụ tham khảo: Si2H6 + O2 → SiO2 + H2O AlP + O2 → Al2O3 + P4O6 Độ âm điện theo Pauling Si: 1,93 H: 2,20 Al: 1,61 P: 2,19 Độ âm điện theo Mulliken Si: 2,25 H: 2,21 Al: 1,64 P: 1,84 Trong một số phản... chất vấn đề phức tạp nên những nội dung nêu trên chưa thê hoàn thiện Chúng tôi chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp và phê bình của các đồng nghiệp D.TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Vũ Đăng Độ Cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học NXBGD-2010 - Đặng Trần Phách, Trần Thị Đà Cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học NXBGD - Hoàng Nhâm Hóa học vô cơ tập I, II, III NXBGD – 2004 - Nguyễn Đức Vận Bài tập hóa học... Pauling và sách giáo khoa lớp 10, nếu quan niệm liên kết C-S không phân cực do hiệu độ âm điện quá bé thì số oxi hóa của S là 0, C là 0 ( S=C=S) Ta có: kết quả là: CS2 → C+4 + 2S+4 + 12e (1) ×1 O2 + 4e → 2O-2 (2) ×3 CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 Qua ví dụ trên ta lại càng thấy rõ khái niệm số oxi hóa chỉ có tính hình thức, không đặc trưng cho trạng thái thực của nguyên tử nhưng vẫn giúp chúng ta cân bằng... - Đặng Trần Phách, Trần Thị Đà Cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học NXBGD - Hoàng Nhâm Hóa học vô cơ tập I, II, III NXBGD – 2004 - Nguyễn Đức Vận Bài tập hóa học vô cơ NXBGD – 1986 - Nhiều tác giả Hóa học năm thứ nhất MPSI và PTSI NXBGD – 2009 ... định số oxi hóa theo quy tắc nguyên tử nguyên tố hợp chất sẽ có số oxi hóa bằng (số oxi hóa trung bình) II.2.Xác định số oxi hóa theo cấu tạo đặc điểm liên kết: II.2.1 Xác định số oxi hóa... số oxi hóa sẽ thấy phản ứng phản ứng oxi hóa – khử Tuy nhiên, thực tế không tồn Cr có số oxi hóa +10 Trong CrO5, số oxi hóa crom +6 oxi -2, -1 peoxit CrO5 có cấu trúc: Do phản ứng phản ứng oxi. .. HO-CH2-CH=CH-CH3 III.2 .Số oxi hóa cân bằng phản ứng oxi hóa: Một ứng dụng quan trọng số oxi hóa đê cân bằng phản ứng oxi hóa – khử Như đã biết có hai phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa – khử thường