Hãy cho biết vai trò của phản ứng oxi hóa - khử?

Câu hỏi: Hãy cho biết vai trò của phản ứng oxi hóa - khử?

Trả lời:

- Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học làm cơ sở của nhiều công nghệ sản xuất trong luyện kim và công nghiệp hóa học. Sử dụng hợp lý các phản ứng oxi hóa khử có thể dùng để tăng hiệu suất, nâng cao chất lượng sản phẩm.

- Nhiều phản ứng oxi hóa khử diễn ra trong quá trình kim loại bị phá hủy trong tự nhiên. Người ta đã tìm được nhiều biện pháp hạn chế các phản ứng oxi hóa khử không có lợi.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về phản ứng oxi hóa - khử nhé!

1. Phản ứng oxi hóa khử là gì?

- Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất trong phản ứng hay phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.

- Phản ứng oxy hóa khử hay dưỡng hóa bao gồm tất cả các phản ứng hóa học trong đó các nguyên tử có trạng thái oxy hóa thay đổi, phản ứng oxy hóa khử thường liên quan đến việc chuyển giao điện tử (electron) giữa các đối tượng hóa học.

- Có quá trình oxy hóa khử đơn giản, chẳng hạn như quá trình oxy hóa của cacbon tạo ra khí carbon dioxide (CO₂) hay sự khử cacbon bằng hydro sinh ra khí methan (CH₄), hoặc cũng có thể là một quá trình phức tạp như việc oxy hóa glucoza (C₆H₁₂O₆) trong cơ thể người thông qua một loạt quá trình phức tạp di chuyển các điện tử.

+) Chất khử (chất bị oxh) là chất nhường electron

+) Quá trình oxh (sự oxh) là quá trình nhường electron.

+) Quá trình khử (sự khử) là quá trình thu electron.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Cân bằng phản ứng:

CrS + HNO₃ → Cr(NO₃)₃ + NO₂+ S +H₂O

Hướng dẫn:

Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

Cr⁺² → Cr⁺³

S^-2 → S⁰

N⁺⁵ → N⁺⁴

Bước 2. Lập thăng bằng electron:

Cr⁺² → Cr⁺³ + 1e

S^-2 → S⁰ + 2e

CrS → Cr⁺³ + S⁰ + 3e

2N⁺⁵ + 1e → N⁺⁴

→ Có 1CrS và 3NO₂.

Bước 3. Đặt các hệ số vừa tìm vào phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng:

CrS + 6HNO₃ → Cr(NO₃)₃ + 3NO₂+ S + 3H₂O

Ví dụ 2. Cân bằng phản ứng trong dung dịch bazơ:

NaCrO₂ + Br₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaBr

Hướng dẫn:

CrO₂^-+ 4OH^- → CrO₄^2- + 2H₂O + 3e

Br₂ + 2e → 2Br^-

Phương trình ion:

2CrO₂^- + 8OH^- + 3Br₂ → 2CrO₄^2- + 6Br^- + 4H₂O

Phương trình phản ứng phân tử:

2NaCrO₂ + 3Br₂ + 8NaOH → 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 4H₂O

Ví dụ 3. Cân bằng phản ứng trong dung dịch có H₂O tham gia:

KMnO₄ + H₂O + K₂SO₃  → MnO₂ + K₂SO₄

Hướng dẫn:

MnO₄^- + 3e + 2H₂O → MnO₂ + 4OH^-

SO₃^2- + H₂O → SO₄^2- + 2H⁺ + 2e

Phương trình ion:

2MnO₄^- + H₂O + 3SO₃^2- → 2MnO₂ + 2OH^- + 3SO₄^2-

Phương trình phản ứng phân tử:

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂ + 3K₂SO₄ + 2KOH

3. Bài tập luyện tập

* Một số lưu ý:

- Với kim loại có nhiều số oxy hóa khác nhau khi phản ứng với dung dịch axit HNO₃ loãng, HNO₃ đặc nóng sẽ đạt số oxi hóa cao nhất.

- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO₃ đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO₃ đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr….) khi dó N⁺⁵ trong HNO₃ bị khử về mức oxi hóa thấp hơn trong những đơn chất khi tương ứng.

- Các kim loại tác dụng với ion trong môi trường axit H⁺ coi như tác dụng với HNO₃. Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion trong môi trường kiềm OH^- giải phóng NH₃.

* Bài tập: Hòa tan 15g hỗn hợp X gồm 2 kim loại Mg, Al vào dung dịch Y gồm HNO₃ và H₂SO₄ đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO₂, NO, NO₂, N₂O. Phần tram khối lượng của Al, Mg trong X lần lượt là:

Hướng dẫn:

Gọi Mg, Al trong hỗn hợp X lần lượt là x, y (mol).