Phản ứng oxi hóa khử (phân loại, các dấu hiệu nhận biết và các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử.

Phản ứng oxi hóa khử (phân loại, các dấu hiệu nhận biết và các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử. I. Phân loại các loại...

Phản ứng oxi hóa khử (phân loại, các dấu hiệu nhận biết và các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử.

I. Phân loại các loại phản ứng oxi hóa khử:

Phản ứng oxi hóa khử có nhiều dạng khác nhau như dạng đơn giản, phản ứng nội phân tử, tự oxi hóa khử hay phản ứng oxi hóa khử phức tạp.

Phản ứng oxi hóa khử dạng đơn giản: Đây là phản ứng oxi hóa khử mà trong phản ứng có một chất oxi hóa và một chất khử rõ ràng.

•  Ví dụ: Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Phản ứng nội phân tử: Là phản ứng chỉ xảy ra trong một phân tử. 

• Ví dụ: 2KClO3 →2KCl + 3O2

Phản ứng tự oxi hóa khử: Là phản ứng hóa học trong đó sự tăng giảm số oxi hóa xảy ra chỉ trên 1 nguyên tố. 

• Ví dụ: 2Cl2 + 4NaOH → 2NaCl + 2NaClO+ 2H2O

Phản ứng oxi hóa khử phức tạp: Bao gồm những phản ứng hóa học có chữ và phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của hơn 2 nguyên tử. 

• Ví dụ: Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO + H2O

II. Các cách nhận biết phản ứng oxi hóa khử

Dựa vào định nghĩa phản ứng oxi hóa khử đã học, ta có thể dễ dàng nhận thấy dấu hiệu nhận biết phản ứng oxi hóa khử là gì. Theo đó, dấu hiệu để nhận biết một phản ứng oxi hóa khử là có sự thay đổi số oxi hóa của một nguyên tố.  

Ví dụ như trong phản ứng hóa học của sắt (III) oxit (Fe2O3) và hidro tạo ra sắt (Fe) và nước (H2O) có sự thay đổi số oxi hóa của H2 và Fe2O3 (H2 là chất chiếm oxi; Fe2O3 là chất nhường oxi).

III. Các bước lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử

Cách lập phương trình phản ứng oxi hóa khử: để lập phương trình phản ứng chúng ta dựa vào định nghĩa mở rộng của phản ứng này. Giả sử, trong phản ứng oxi hóa – khử, chất khử nhường hẳn electron cho chất oxi hóa, ta có thể cân bằng phương trình hóa học của phản ứng theo phương pháp thăng bằng electron. Đây là phương pháp dựa trên nguyên tắc: Tổng số electron do chất khử nhường phải bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận.

Như vậy, để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử, chúng ta hãy làm theo 4 bước sau đây:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng để tìm chất oxi hóa và chất khử.

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử sau đó tiến hành cân bằng mỗi quá trình.

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hóa và chất khử sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận.

Bước 4: Đặt các hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, từ đó chúng ta sẽ tính được hệ số của các chất khác có mặt trong phương trình hóa học. Tiếp đó, tiến hành kiểm tra cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố để hoàn thành bước lập phương trình hóa học.  

Ví dụ thực hành: Lập phương trình phản ứng oxi hóa khử sắt (III) oxit (Fe2O3) và Hidro (H2) tạo ra sắt (Fe) và nước (H2O).

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước phản ứng của Fe là +3, H là 0; sau phản ứng Fe là 0 và H là +1.

Bước 2: Viết phương trình quá trình khử và quá trình oxi hóa

Quá trình khử:

Fe2O3 + 2.3e  →  2Fe

Quá trình oxi hóa:

H2  →  H2O + 2.1e

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp

1 Fe2O3 + 2.3e  →  2Fe

3 H2  →  H2O + 2.1e

Bước 4: Hoàn thiện phương trình:

Fe2O3 +3H2  → 2Fe + 3H2O

Thực tế, nhiều phản ứng oxi hóa – khử diễn ra trong quá trình kim loại bị phá hủy trong tự nhiên. Tuy nhiên các nhà nghiên cứu cũng đã tìm được nhiều biện pháp hạn chế các phản ứng oxi hóa khử không có lợi.