Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 3: Phản ứng oxy hóa – khử

Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 3: Phản ứng oxy hóa – khử cung cấp cho học viên một số khái niệm về phản ứng oxy hóa – khử; các yếu tố ảnh hưởng đến tính oxy hóa, khử của các chất; đánh giá khả năng tham gia phản ứng oxy hóa – khử của các chất; sự ổn định của các chất oxy hóa và khử trong môi trường nước;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 3: Phản ứng oxy hóa – khử Hoávôcơ• PHẢNỨNG• OXYHÓA– KHỬ PHẢNỨNGOXYHÓA–KHỬI. MỘTSỐKHÁINIỆMVỀPHẢNỨNGOXYHÓA–KHỬII. CÁCYẾUTỐẢNHHƯỞNGĐẾNTÍNHOXYHÓA,KHỬCIII. ĐÁNHGIÁKHẢNĂNGTHAMGIAPHẢNỨNGOXYHÓAIV. SỰỔNĐỊNHCỦACÁCCHẤTOXYHÓAVÀKHỬ TRONGMÔITRƯỜNGNƯỚCI.MỘTSỐKHÁINIỆMCƠBẢN 1. Địnhnghĩaphảnứngoxyhóa–khử 2. Cặpoxihóakhửliênhợp a. Địnhnghĩa b. Sựtươngđồnggiữaphảnứngoxyhóakhửvàphảnứngaxi 3. Cânbằngphảnứngoxyhóa–khử 4. P.ứngOXH–Kvàquátrìnhđiệncực a. Phảnứngđiệnhóa b. PhảnứngđiệncựcvàphươngtrìnhNerntsPHẢNỨNGOXYHÓAKHỬ• Địnhnghĩa:Phảnứngoxyhóakhửlàphản ứngtrongđócósựchuyểnvậnelectrontừ chấtkhửsangchấtoxyhóadẫnđếnlàmthay đổisốoxyhóacủacácnguyêntốđóngvaitrò chấtoxyhóavàchấtkhử.a.Địnhnghĩa • Chấtoxyhóanhậne.Chấtkhửchoe +ne aOXH1+bKh2⇌cKh1+dOXH2(1) ne • Quátrìnhkhử: aOXH1+ne⇌cKh1 Quátrìnhoxyhóa: bKh2–ne⇌dOXH2 • Cácchấtoxyhóavàkhửtrongmỗibánphảnứngtạo thànhmộtcặpOXHKliênhợp. • Phảnứng(1)cóhằngsốcânbằng: [ Kh1 ]c [OXH 2 ] d K cb [OXH 1 ] a [ Kh2 ]bb.Sựtươngđồnggiữaphảnứngoxyhóakhửvàphảnứngaxit–baz • Phảnứngaxit–baz: nH+ aAx1+bBaz2⇌cBaz1+dAx2 Ka,Kb +nH+ • Phảnứngoxyhóakhử: +ne 0 OXH / Kh aOXH1+bKh2⇌cKh1+dOXH2 nea.Phảnứngđiệnhóa • PưOXH–K:ChấtkhửetrựctiếpchochấtOXH. • Pưđiệnhóa:cácchấtOXHvàkhửtraođổielectronvới cácđiệncựctươngứng. • 1pưOXH–K⇌1quátrìnhđiệncực • PưOXH–Kthuận⇌qttrongngtốGanv:  quátrìnhtựdiễnra,  hóanăng điệnnăng.  E=φ+φ. • PưOXH–Knghịch⇌qttrongbìnhđiệnphân:  qtcưỡngbức  điệnnăng hóanăng.  Engoai>EGanv.b.PhảnứngđiệncựcvàptNernst • PhươngtrìnhNernst: 0 RT OXH 0 0.059 OXH ln lg nF Kh n Kh • Quyướcvềdấucủaφ(theochâuMỹ):nóilênKNxảy racủaqtđiệncực.∆G=nFφ • Phảnứngđượcxétlàphảnứngkhử. • Nếuqtkhửxảyratrênđiệncực:φ>0. Nếuqtkhửkhôngxảyratrênđiệncực):φ • Trongmộtphảnứngoxyhóakhửluôncóhaiquá trình:• Quátrìnhnhậnelectron–quátrìnhkhử• Ox1+e Kh1(S+2e S2)• Chấtnhậnelectronlàchấtoxyhóa• Quátrìnhnhườngelectron–quátrìnhoxyhóa• Kh2–e Ox2(Fe–2e Fe2+)• Chấtnhườngelectronlàchấtkhử• Kếthợphaiquátrìnhđượcphảnứngoxyhóakhử:• Ox1+Kh2=Ox2+Kh1(S+Fe FeS)• Cặpoxyhóa–khửliênhợp• S/S2vàFe2+/Fetrongthídụtrênlàcáccặpoxyhóakhửliên hợp Nhắclại:CânbằngphảnứngO–K• Nguyêntắc1: − Tổng số electron cho của chất khử phải bằng tổngsốelectronchấtoxyhóanhậnvào.• Cácbướctiếnhànhcânbằng. − Bước1:Xácđịnhsựthayđổisốoxyhóacủacác chất. − Bước2: Lậpphươngtrìnhelectron–ion,vớihệ sốsaochođúngquitắctrên. − Bước 3: Thiết lập phương trình ion của phản ứng. − Bước4:Cânbằngtheohệsốtỉlượng.CânbằngphảnứngOXH–K(bỏqua)Môi trường Lấy [O] từ MT Đẩy [O] ra MTAxit (H+, H2O) H2O [O] + 2H+ [O] + 2H+ H2OTrung tính(H2O) H2O [O] + 2H+ [O] + H2O 2OH-Baz (OH-, H2O) 2OH- [O] + H2O [O] + H2O 2OH-• Vídụ: Al+CuSO4 Al2(SO4)3+Cu Al3e Al+3X2 Cu+2+2e CuX3• _______________________ 2Al+3Cu+2=2Al+3+3Cu• 2Al+3CuSO4 2Al2(SO4)3+3Cu• Nguyêntắc2: − ĐốivớiphảnứngO–Kxảyratrongmôitrường acid nếu dạng Ox của chất Ox có chứa nhiều nguyên tử Oxy hơn dạng khử của nó thì phải thêmH+ vàovếtrái(dạngOx)vàthêmnướcvào vếphải(dạngkhử). − Nếu dạng khử của chất Kh chứa ít nguyên tử Oxy hơn dạng Ox của nó thì thêm nước vào vế trái(dạngKh)vàH+vàovếphải(dạngOx).ThiếuObênnào,thêmH2Obênđó,bênkiathêmH+• Vídụ:KMnO4 KNO2 H 2 SO4 MnSO4 KNO3 K 2 SO4 H 2O 2 MnO4 ...