Chuyên đề oxihoa-khử ôn thi HSG

chuyên đề 3
phản ứng oxi hóa – khử
I. Số oxi hóa
I.1. Định nghĩa.
Số oxi hóa ( mức oxi hóa, bậc oxi hóa) là một đại lượng quy ước với giả thiết phân tử chỉ gồm các ion.
Như vậy trong liên kết cộng hóa trị: coi như cặp electron của liên kết cộng hóa trị lệch hẳn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn để tạo thành ion âm và nguyên tử kia tạo thành ion dương.
I.2. Quy tắc xác định số oxi hóa:
a. Đơn chất: Tất cả các đơn chất có số oxi hóa bằng không.
b. Hợp chất: Vì phân tử trung hòa về điện nên tổng số oxi hóa dương phải bằng tổng số oxi hóa âm. Để tính nhanh số oxi hóa ccủa các nguyên tố, trước hết tính số oxi hóa của các nguyên tố có số oxi hóa không đổi (chỉ có một số oxi hóa duy nhất) cụ thể là:
▪ Tất cả các kim loại đều có số o xi hóa dươngvàbằng hóa trị của chúng trong hợp chất
▪ Hầu hết trong hợp chất, Hiđro có số oxi hóa là +1, trừ trường hợp hiđrua kim loại như NaH-1, CaH2-1...
▪ Hầu hết trong hợp chất, Oxi có số oxi hóa là -2, trừ trường hợp peoxit, supeoxit và một số trường hợp đặc biệt như Na2O2-1, H2O2-1, F-O-NO2....
c. Ion: tổng số oxi hóa âm và dương bằng điện tích ion.
Ví dụ: NO3- ( N+5, O-2), SO42-( S+6, O-2)....
d. Đối với hợp chất hữu cơ: Ngoài các quy tắc trên khí xác định số oxi hóa của cacbon trong hợp chất hữu cơ cần chú ý:
▪ Trong liên kết với phi kim (O, Cl, Br, I, N, S ) cacbon có số oxi hóa dương; trong liên kết với hiđro hay với kim loại cacbon có số oxi hóa âm; trong liên kết C - C cacbon có số oxi hóa bằng 0.
▪ Việc xác định số oxi hóa riêng của cacbon cần dựa vào CTCT.
▪ Số oxi hóa trung bình của C là trung bình cộng tất cả các số oxi hóa của nguyên tử cacbon trong phân tử.
Ví dụ: CH3 - CH = O
Số oxi hóa trung bình của C là - 1.
II. Phản ứng oxi hóa - khử.
II.1. Định nghĩa.
Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố.
II.2. Chất oxi hóa, chất khử.
Trước hết cần hiểu 3 cặp danh từ tương đương nhau: cho - nhận eletron, nhường - thu electron, mất - lấy eletron.
- Chất oxi hóa là chất nhận eletron (còn gọi là bị khử), số oxi hóa giảm.
- Chất khử là chất cho eletron (còn gọi là bị oxi hóa), số oxi hóa tăng.
Để xác định nhanh và chính xác chất oxi hóa, chất khử ta dựa vào sơ đồ biến đổi số oxi hóa sau đây:
chiều tăng số oxi hóa, chất khử
- 4 - 3 - 2 - 1 0 + 1 + 2 + 4 + 5 + 7 + 8
chiều giảm số oxi hóa, chất oxi hóa
II.3. Sự oxi hóa và sự khử.
- Sự oxi hóa là quá trình nhường electron của một chất, số oxi hóa của chất đó tăng lên
Ví dụ. Na0
Na+1 + 1e
2Cl-
Cl20 + 2e
- Sự khử là quá trình nhận electron của một chất, số oxi hóa của chất đó giảm xuống.
Ví dụ. Fe+2 + 2e
Fe0
S+6 + 8e
S-2
Trong phản ứng oxi hóa khử bao giờ cũng diễn ra đồng thời sự oxi hóa và sự