cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Nguyễn Minh Tâm – Trường THPT Triệu Phong – Quảng Trị CÂN BẰNG NHANH MỘT PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ Để giả quyết nhanh chóng các bài tập toán liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử, đặc biệt là các bài tập tính toán liên quan đến các phản ứng oxi hoá - khử giữa kim loại và axit, muốn nhanh chóng có được kết quả của bài toán, ta phải cân bằng nhanh chóng các phản ứng oxi hoá - khử trong bài toán. Nếu cân bằng theo kiểu thông thường, tức là phải viết riêng biệt các quá trình oxi hoá và quá trình khử rồi sau đó cân bằng (tức là phương pháp mà SGK lớp 10 đã giới thiệu) thì lâu và ảnh hưởng đến thời gian giải toán. Thay vì như vậy chúng ta có thể cân bằng nhẩm các phản ứng oxi hoá - khử một cách nhanh chóng. Cơ sở của phương pháp này chính là phương pháp thăng bằng electron, muốn cân bằng nhẩm được nhanh chóng thì chắc chắn chúng ta phải cân bằng thành thạo theo kiểu thông thường. Các bước cân bằng phản ứng oxi hoá - khử ở đây tôi xin không nhắc lại chỉ lưu ý học sinh ở bước kiểm tra lại các hệ số. Để kiểm tra lại các hệ số chúng ta phải theo một trật tự nghiêm ngặt như sau: 1. Thứ tự kiểm tra: Bước 1: Kiểm tra sự cân bằng của nguyên tố kim loại. Bước 2: Kiểm tra sự cân bằng của nguyên tố phi kim. Bước 3: Kiểm tra sự cân bằng của gốc axit (nếu có axit tham gia). Bước 4: Kiểm tra sự cân bằng của nguyên tố H. Bước 5: Kiểm tra sự cân bằng của nguyên tố oxi (như vậy nguyên tố oxi kiểm tra lại sau cùng như trong phản ứng cháy của các chất hữu cơ. 2. Nguyên tắc: theo hai nguyên tắc - Trước sau, sau trước. Có nghĩa là vế trước kiểm tra sau, vế sau kiểm tra trước. - Có trước, nhường sau. Có nghĩa là theo thứ tự kiểm tra, nhưng những nguyên tố nào ở bước kiểm tra sau mà xuất hiện ở trước, thì bỏ qua kiểm tra nguyên tố đó và thực hiện nó ở bước sau thí dụ như các bài dưới đây: CÁC VÍ DỤ Cân bằng các phản ứng oxi hoá - khử sau theo phương pháp thăng bằng electron 1. Al + HNO 3 Al(NO 3 ) 3 + N 2 O + H 2 O 0 +5 +3 +1 3e 4e.2 = 8e Các hệ số 3e và 8e ta đặt ở vế nào có nhiều chất hơn. Đặt hệ số 8 trước Al(NO 3 ) 3 , hệ số 3 trước N 2 O  Al + HNO 3 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + H 2 O Kiểm tra lại: Bước 1: Kiểm tra nguyên tố kim loại: Kim lại ở đây là Al, sau phản ứng có 8Al, vậy trước phản ứng phải có 8Al  8Al + HNO 3 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + H 2 O Bước 2: Kiểm tra nguyên tố phi kim. Trong phản ứng này có sự tham gia của các nguyên tố phi kim là N, H, O, tuy nhiên N lại nằm trong gốc axit (gốc − 3 NO ) tức là để kiểm tra lại bước 3, H và O để kiểm tra lại ở bước 3 và 4 nên trong việc kiểm tra xem như là không có phi kim. Bước 3: Kiểm tra gốc axit là gốc − 3 NO , gốc này có 2 nguyên tố là N và O, kiểm tra gốc axit tức là kiểm tra nguyên tố N (do oxi kiểm tra lại sau cùng). Sau phản ứng: 8 phân tử Al(NO 3 ) 3 có 24N 3 phân tử N 2 O có 6N  Tổng số nguyên tử N sau phản ứng là 30  trước phản ứng phải có 30N, tức là cần 30 HNO 3 .  8Al + 30HNO 3 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + H 2 O -Bước 4: Kiểm tra H, trước phản ứng có 30H  sau phản ứng cần 15H 2 O  8Al + 30HNO 3 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O Bước 5: Kiểm tra oxi, oxi đã cân bằng. Một kinh nghiệm mà học sinh cần chú ý là nếu 1 phản ứng có sự tham gia của n nguyên tố thì ta chỉ cần cân bằng (n - 1) nguyên tố, nguyên tố cuối cùng sẽ tự động cân bằng (không cần kiểm tra mất thời gian). 2. 3Cu + 8HNO 3 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O 0 +5 +3 +2 2e 3e 3. 3Mg + 10HNO 3 4Mg(NO 3 ) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O 0 +5 +2 -3 2e 8e 1e 4e Nếu các hệ số electron chưa tối giản thì ta phải làm tối giản. 4. 2Fe + 6H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O 0 +6 +3 +4 3e.2 = 6e 2e 3e 1e 5. 3FeO + 10HNO 3 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O +2 +5 +3 +2 1e 3e 6. 4FeS 2 + 11O 2 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 +2 0 +3 +4 1e 5e.2 2e.2 = 4e 11e . Quảng Trị CÂN BẰNG NHANH MỘT PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ Để giả quyết nhanh chóng các bài tập toán liên quan đến phản ứng oxi hoá - khử, đặc biệt là các bài tập. các phản ứng oxi hoá - khử giữa kim loại và axit, muốn nhanh chóng có được kết quả của bài toán, ta phải cân bằng nhanh chóng các phản ứng oxi hoá - khử