Phản ứng oxi hóa khử là một loại phản ứng hóa học trong đó các chất tham gia tương tác với nhau để chuyển đổi các nguyên tử, ion hoặc phân tử từ trạng thái oxi hóa sang trạng thái khử và ngược lại. Trong mỗi phản ứng oxi hóa-khử, có ít nhất hai chất tham gia, một chất bị oxi hóa và một chất bị khử.

quá trình Phản ứng oxi hóa khử là trong đó chất oxi tham gia vào phản ứng.

Xét phản ứng có oxi tham gia

Thí dụ 1: 2Mg0 + O2 → 2Mg+2 + O-2(1)

Số oxi hóa của Mg tăng từ 0 lên +2, do đó Mg nhường electron: Mg0 → Mg+2 + 2e-

Oxi nhận electron: O0 + 2e- → O-2

Vậy, quá trình Mg nhường electron là quá trình oxi hóa Mg.

Trong phản ứng (1), chất oxi hóa là Oxi, chất khử là Mg.

Thí dụ 2: Cu+2 + O-2 + H2O → Cu0 + H2 + 1O-2(2)

Số oxi hóa của Cu giảm từ +2 xuống 0, do đó Cu trong CuO nhận thêm 2e-: Cu+2 + 2e- → Cu0

Số oxi hóa của H tăng từ 0 lên +1, do đó H nhường đi 1e-: H0 → H+1 + 1e-

Vậy, quá trình Cu+2 nhận thêm 2e- gọi là quá trình khử Cu+2 (sự khử Cu+2).

Trong phản ứng (2), chất oxi hóa là CuO, chất khử là Hiđro.

Tóm lại

Chất khử (chất bị oxi hóa) là chất nhường electron. Chất oxi hóa là chất thu electron trong quá trình oxi hóa. Quá trình oxi hóa là quá trình nhường electron cho chất oxi hóa.

Xét phản ứng không có oxi tham gia

Thí dụ 3: Phản ứng (3): Na0 → Na+1 + 1e-, Cl0 + 1e- → Cl-1

Trong phản ứng (3), có sự thay đổi số oxi hóa và sự cho/nhận electron.

Phản ứng (4): H2O0 + Cl2O0 → 2H+1Cl-1

Trong phản ứng (4), cặp electron góp chung lệch về Cl, dẫn đến sự thay đổi số oxi hóa của các chất.

Phản ứng (5): N-3H4N+5O3 → N2O + 2H2O

Trong phản ứng (5), nguyên tử N-3 nhường electron và N+5 nhận electron, dẫn đến sự thay đổi số oxi hóa của một nguyên tố.

Phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử

Để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa – khử, chúng ta có thể sử dụng phương pháp thăng bằng electron dựa trên nguyên tắc:

Tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận.

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố

Để tìm chất oxi hóa và chất khử, ta cần xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng.

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

Trong bước này, chúng ta cần mô tả chi tiết quá trình oxi hóa và quá trình khử của phản ứng hóa học đang xét. Quá trình oxi hóa xảy ra khi một chất mất electron, trong khi quá trình khử xảy ra khi một chất nhận thêm electron. Đảm bảo rằng mỗi quá trình được cân bằng và mô tả đầy đủ các chất tham gia và chất sản phẩm.

Quá trình oxi hóa: Trong quá trình oxi hóa, chất X mất electron và ch uyển thành chất Y. Viết biểu thức hóa học cho quá trình này: X → Y

Quá trình khử: Trong quá trình khử, chất A nhận thêm electron và chuyển thành chất B. Viết biểu thức hóa học cho quá trình này: A + e- → B

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hóa và chất khử

Trong bước này, chúng ta cần tìm các hệ số thích hợp để cân bằng số electron trong quá trình oxi hóa và quá trình khử. Đảm bảo rằng tổng số electron mất của chất oxi hóa bằng tổng số electron nhận của chất khử.

Bước 4: Đặt hệ số của các chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng

Sau khi đã tìm được các hệ số thích hợp, chúng ta đặt chúng vào sơ đồ phản ứng của phản ứng hóa học. Từ đó, ta có thể tính được hệ số cho các chất khác có trong phương trình. Đồng thời, cần kiểm tra lại cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố và cân bằng điện tích hai vế để hoàn thành phương trình hóa học.

Lưu ý: Khi cân bằng phương trình hóa học, hãy đảm bảo rằng số nguyên tử của các nguyên tố và điện tích hai vế phải bằng nhau để duy trì tính chất cân bằng của phản ứng.

Thí dụ 1: Phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử

Trong ví dụ này, chúng ta có phản ứng oxi hóa khử sau: NH3 + Cl2 → N2 + HCl

Bước 1:

Xác định số oxi hóa của các nguyên tử trong phản ứng:

NH3: N-3, H+1

Cl2: Cl0

N2: N0

HCl: H+1, Cl-1

Trong bước này:

Số oxi hóa của N tăng từ -3 lên 0 (chất khử).

Số oxi hóa của Cl giảm từ 0 xuống -1 (chất oxi hóa).

Bước 2:

Xác định các quá trình oxi hóa và khử:

Quá trình oxi hóa: 2N-3 → N2 + 6e-

Quá trình khử: Cl2 + 2e- → 2Cl-1

Bước 3:

Ứng dụng các quá trình oxi hóa và khử vào phương trình chính:

(2N-3 → N2 + 6e-) x 1

(Cl2 + 2e- → 2Cl-1) x 3

Kết quả là: 2N-3 + 3Cl2 → N2 + 6Cl-1

Bước 4:

Phương trình hóa h ọc cuối cùng: 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl

Thí dụ 2: Phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử

Trong ví dụ này, chúng ta có phản ứng oxi hóa khử sau: Mg + Al+3Cl3 → Mg+2Cl2 + Al

Mg là chất khử và Al+3 (trong AlCl3) là chất oxi hóa.

Phương trình hóa học và phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng 1: Phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử giữa Mg và AlCl3 là: 3Mg + 2AlCl3 → 3MgCl2 + 2Al

Giải thích: Trong phản ứng trên, Mg được oxi hóa từ Mg0 thành Mg+2 và AlCl3 được khử từ Al+3 thành Al0.

Phản ứng 2: Phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử giữa KClO3 là: 4KClO3 → KCl + 3KClO4

Giải thích: Trong phản ứng trên, KClO3 đồng thời là chất oxi hóa và chất khử. Cụ thể, Cl+5 trong KClO3 bị khử thành Cl-1, và Cl+5 cũng bị oxi hóa thành Cl+7.

Phản ứng 3: Phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử giữa KClO3 là: KClO3 → KCl + O2

Giải thích: Trong phản ứng trên, KClO3 được oxi hóa từ KCl+5 thành KCl-1, và O2 được khử từ O-2 thành O0.

Các phản ứng oxi hóa khử này đại diện cho quá trình chuyển đổi electron giữa các chất để tạo ra các chất mới.