Bài 15: Phản ứng oxi hóa - khử

1. Kiến thức trọng tâm

Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố, đồng thời xảy ra sự cho và nhận electron. Quá trình nhường electron là quá trình oxi hoá, chất nhường electron là chất khử. Quá trình nhận electron là quá trình khử, chất nhận electron là chất oxi hoá. Số oxi hoá là điện tích giả định của nguyên tử khi coi mọi liên kết đều là liên kết ion.

Một số quy tắc xác định số oxi hoá thường dùng: số oxi hoá của đơn chất bằng 0; số oxi hoá của oxygen trong hầu hết hợp chất là $-2$; số oxi hoá của hydrogen trong hầu hết hợp chất là $+1$; tổng số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử bằng 0, trong ion đa nguyên tử bằng điện tích của ion. Để lập phương trình hoá học của phản ứng oxi hoá – khử, ta dùng phương pháp thăng bằng electron: xác định số oxi hoá, viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng số electron cho và nhận, sau đó đặt hệ số vào phương trình và cân bằng các nguyên tố còn lại.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Xác định số oxi hoá của S trong $H_2SO_4$. Gọi số oxi hoá của S là $x$. Ta có: $2 \times (+1) + x + 4 \times (-2) = 0$, suy ra $x = +6$.

Ví dụ 2. Cân bằng phản ứng: $Fe + H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + H_2O$ bằng phương pháp thăng bằng electron. Quá trình oxi hoá: $Fe \rightarrow Fe^{+3} + 3e$. Quá trình khử: $S^{+6} + 2e \rightarrow S^{+4}$. Nhân quá trình oxi hoá với 2 và quá trình khử với 3 để cân bằng electron, được phương trình: $2Fe + 6H_2SO_4 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O$.

3. Ghi nhớ

• Chất khử nhường electron, bị oxi hoá; chất oxi hoá nhận electron, bị khử.
• Tổng electron nhường bằng tổng electron nhận.
• Phương pháp thăng bằng electron giúp cân bằng nhanh phản ứng oxi hoá – khử.