PHẢN ỨNG OXY hóa KHỬ (hóa vô cơ) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

Hóa vơ PHẢN ỨNG OXY HĨA – KHỬ PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ I MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH OXY HĨA, KH Ử CỦA CÁC CHẤT III ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THAM GIA PHẢN ỨNG OXY H ÓA – KHỬ CỦA CÁC CHẤT IV SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC CHẤT OXY HÓA VÀ KHỬ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Định nghĩa phản ứng oxy hóa – khử Cặp oxi hóa - khử liên hợp a Định nghĩa b Sự tương đồng phản ứng oxy hóa - khử phản ứng axit – baz Cân phản ứng oxy hóa – khử P.ứng OXH – K trình điện cực a Phản ứng điện hóa b Phản ứng điện cực phương trình Nernts PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ • Định nghóa: Phản ứng oxy hóa khử phản ứng có chuyển vận electron từ chất khử sang chất oxy hóa dẫn đến làm thay đổi số oxy hóa nguyên tố đóng vai trò chất oxy hóa chất khử a Định nghĩa • • Chất oxy hóa - nhận e Chất khử - cho e +ne aOXH1 + bKh2 ⇌ cKh1 + dOXH2 (1) -ne Quá trình khử: aOXH1 + ne ⇌ cKh1 Quá trình oxy hóa: • • bKh2 – ne ⇌ dOXH2 Các chất oxy hóa khử bán phản ứng tạo thành cặp OXH - K liên hợp [ Kh1 ]c [OXH ] d K cb = a b ] [ Kh ] Phản ứng (1) [OXH có số cân bằng: b Sự tương đồng phản ứng oxy hóa - khử phản ứng axit – baz • • Phản ứng axit – baz: - nH+ aAx1 + bBaz2 ⇌ cBaz1 + dAx2 K , K a b + nH+ Phản ứng oxy hóa - khử: +ne ϕ aOXH1 + bKh2 ⇌ cKh1 + dOXH2 OXH / Kh -ne 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 • Phương trình Nernst: Nernst RT OXH ϕ =ϕ + ln nF Kh 0.059 OXH ϕ =ϕ + lg n Kh • Quy ước dấu φ (theo châu Mỹ): nói lên KN xảy qt điện cực ∆G = - nF φ • 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 Cu2+ + 2e → Cu • φ0 = -0.763V φ0 = +0.337V φ↑: tính OXH ↑; tính khử ↓ • • • • • • • • • • • Trong moät phản ứng oxy hóa- khử có hai trình: Quá trình nhận electron – trình khử Ox1 + e → Kh1 ( S +2e → S2-) Chất nhận electron chất oxy hóa Quá trình nhường electron – trình oxy hóa Kh2 – e → Ox2 ( Fe –2e → Fe2+) Chất nhường electron chất khử Kết hợp hai trình phản ứng oxy hóa - khử: Ox1 + Kh2 = Ox2 + Kh1 ( S + Fe → FeS ) Cặp oxy hóa – khử liên hợp S/S2-và Fe2+/Fe thí dụ cặp oxy hóa - khử liên hợp Nhắc lại: Cân phản ứng O – K • Nguyên tắc 1: − • Tổng số electron cho chất khử phải tổng số electron chất oxy hóa nhận vào Các bước tiến hành cân − − − − Bước 1: Xác định thay đổi số oxy hóa chất Bước 2: Lập phương trình electron – ion, với hệ số cho qui tắc Bước 3: Thiết lập phương trình ion phản ứng Bước 4: Cân theo hệ số tỉ lượng Ví dụ: Khảo sát yếu tố pH Với ClO4-, môi trường acid base ta O-K sau: ClO4- + 2H+ + 2e = ClO3- + H2O, ϕo=1.19V,pH=0 ClO4- + H2O + 2e = ClO3- + 2OH-, ϕo=0.36V,pH=14 Trong môi trường acid, có H+ tham gia vào trình: 0.059 [ClO − ][ H + ]2 ⇒ ϕ = 1.19 + n lg (V ) − [ClO ] Vì tăng H+ (giảm pH) dẫn đến tăng ϕ, hay tăng tính Oxy hóa, ngược lại Tương tự môi trường base, tăng OH(tăng pH) giảm ϕ hay tăng tính khử, 0.059 [ClO4− ] ngược lại ⇒ ϕ = 0.36 + n lg − − [ClO ][OH ] (V ) ẢNH HƯỞNG CỦA pH VỚI CÁC HP CHẤT CỦA Mn GIẢN ĐỒ FROST • Giản đồ Frost biểu diễn tương quan ∆G (thông qua đại lượng nE tính V) trạng thái oxy hóa nguyên tố • Để thiết lập giản đồ, trước hết ta tính giá trị nE cho tất cặp X(N)/X(0) (N số oxy hoá nguyên tố X) Vì giản đồ phải liên tục (linear) cần tính trường hợp X(N) không bền Ví dụ sau cho Mn, trường hợp phức tạp Sử dụng giản đồ Frost Nhận dạng tác nhân khử tác nhân oxy hóa: • • − − Hợp chất nằm phía chất oxy hóa chất nằm bên trái chúng Ngược lại, hợp chất bên chất khử chất bên phải chúng Hoặc dựa vào hệ số góc a đoạn thẳng nối trạng thái oxy hóa: Nếu a>0 cấu tử cao chất oxy hóa, a 0,000V; * CrSO4 không bền có ϕ° = -0,41V < 0,000V 2Cr2+ + 2H+ = 2Cr3+ + H2 Chất oxy hóa: * FeCl3 bền có ϕ° = 0,771 V< 1,23V * CoCl3 không bền có ϕ° = 1,84V > 1,23V Co3+ + 2H2O = 4Co2+ + O2 + 4H+ * KMnO4 không bền có ϕ° = 1,51V > 1,23V Tuy nhiên vấn đề động học phản ứng oxy hóa–khử kali permanganat nước thực tế không diễn mà xảy phân hủy chậm ion permanganat nước: 4MnO4- + 4H+= 3O2 + 4MnO2 + H2O • • • • • • • • • Thế khử tiêu chuẩn môi trường base: MnO4-/MnO2 (ϕ°=0,6V), SO42-/SO32- (ϕ°=-0,93V) Trong môi trường base: Chất khử: * Na2SO3 không bền có ϕ° = -0,93 < -0,83V Tuy nhiên phản ứng khử nước giải phóng hydro ion sulfurous (SO32-) không xảy vấn đề động học Chất oxy hóa: * KMnO4 không bền có ϕ° = 0,6 > 0,401V Tuy nhiên vấn đề động học phản ứng oxy hóa–khử kali permanganat nước thực tế không diễn • • Các chất lại tạo hydroxide tan nên không bàn đến (chúng không muối nữa) (back) ... baz Cân phản ứng oxy hóa – khử P .ứng OXH – K trình điện cực a Phản ứng điện hóa b Phản ứng điện cực phương trình Nernts PHẢN ỨNG OXY HÓA - KHỬ • Định nghóa: Phản ứng oxy hóa khử phản ứng có chuyển... CHẤT OXY HÓA VÀ KHỬ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Định nghĩa phản ứng oxy hóa – khử Cặp oxi hóa - khử liên hợp a Định nghĩa b Sự tương đồng phản ứng oxy hóa - khử phản ứng axit...PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ I MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH OXY HĨA, KH Ử CỦA CÁC CHẤT III ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THAM GIA PHẢN ỨNG OXY H ÓA – KHỬ CỦA