Phản ứng oxi hóa khử là một phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất tham gia. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tổng hợp các phương pháp để cân bằng phản ứng oxi hoá khử một cách dễ dàng và hiệu quả.
Mục lục
- 1. 1. Khái niệm phản ứng oxi hoá khử
- 2. 2. Số oxi hoá – phương pháp tính số oxi hoá của nguyên tố trong các hợp chất hóa học
- 3. 3. Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá khử
- 3.1. 3.1. Phương pháp 1: Phương pháp cân bằng đại số đơn giản
- 3.2. 3.2. Phương pháp 2: Sử dụng theo phương pháp cân bằng electron
- 3.3. 3.3. Phương pháp 3: Cân bằng phương trình oxi hóa khử theo ion – electron
- 3.4. 3.4. Phương pháp 4: Sử dụng nguyên tử nguyên tố cân bằng phản ứng oxi hoá khử
- 3.5. 3.5. Phương pháp 5: Sử dụng hóa trị tác dụng
- 3.6. 3.6. Phương pháp 6: Dùng hệ số phân số cân bằng phản ứng oxi hoá khử
- 3.7. 3.7. Phương pháp 7: Sử dụng “chẵn – lẻ”
- 3.8. 3.8. Phương pháp 8: Xuất phát từ nguyên tố chung nhất để cân bằng phản ứng oxi hoá khử
1. Khái niệm phản ứng oxi hoá khử
Phản ứng oxi hoá khử là quá trình diễn ra khi có sự chuyển electron giữa các chất tham gia. Nó làm thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng hóa học.
2. Số oxi hoá – phương pháp tính số oxi hoá của nguyên tố trong các hợp chất hóa học
2.1. Số oxi hoá là gì?
Số oxi hoá của một nguyên tố trong một phân tử là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử. Điều này đúng khi giả thiết rằng liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là liên kết ion.
2.2. Quy tắc và phương pháp xác định số oxi hoá
- Số oxi hoá của các đơn chất bằng 0.
- Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hoá của H là 1 và O là 2.
- Trong các ion đơn nguyên tử, số oxi hoá của nguyên tử bằng điện tích của ion.
- Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hoá của các nguyên tử trong ion bằng điện tích của ion.
3. Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá khử
3.1. Phương pháp 1: Phương pháp cân bằng đại số đơn giản
Phương pháp này sử dụng đại số để xác định hệ số phân tử của các chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học. Ta coi hệ số là các ẩn số và ký hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… Sau đó, dựa vào mối tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố tham gia phản ứng và theo định luật bảo toàn khối lượng, ta lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất, ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phản ứng hoá học.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng:
Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Ký hiệu các hệ số cần tìm là các chữ in thường trong bảng chữ cái: a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta sẽ có:
aCu + bHNO3 -> cCu(NO3)2 + dNO + eH2O
- Xét số nguyên tử nguyên tố Cu: a = c (1)
- Xét số nguyên tử nguyên tố H: b = 2e (2)
- Xét số nguyên tử nguyên tố N: b = 2c + d (3)
- Xét số nguyên tử nguyên tố O: 3b = 6c + d + e (4)
Giải hệ phương trình này, ta thu được a = 3, b = 8, c = 3, d = 2, e = 4
Vậy phản ứng trên sẽ có dạng như sau:
3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3.2. Phương pháp 2: Sử dụng theo phương pháp cân bằng electron
Phương pháp này cân bằng phản ứng qua ba bước:
a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.
b. Lập thăng bằng electron.
c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.
3.3. Phương pháp 3: Cân bằng phương trình oxi hóa khử theo ion – electron
Phương pháp này có các bước sau:
Bước 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng với các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hoá.
Bước 2: Hoàn thiện các quá trình khử (cho electron) và oxi hoá (nhận electron).
Bước 3: Cân bằng electron.
Bước 4: Cân bằng nguyên tố không thay đổi số oxi hoá.
Bước 5: Kiểm soát số nguyên tử oxi ở 2 vế (phải bằng nhau).
3.4. Phương pháp 4: Sử dụng nguyên tử nguyên tố cân bằng phản ứng oxi hoá khử
Phương pháp này sử dụng việc viết các đơn chất khí dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước để cân bằng phản ứng.
3.5. Phương pháp 5: Sử dụng hóa trị tác dụng
Phương pháp này xác định hóa trị tác dụng của các nguyên tử trong các chất tham gia và tạo thành trong phản ứng oxi hoá khử.
3.6. Phương pháp 6: Dùng hệ số phân số cân bằng phản ứng oxi hoá khử
Phương pháp này đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số.
3.7. Phương pháp 7: Sử dụng “chẵn – lẻ”
Phương pháp này sử dụng quy tắc cho biết số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái phải bằng nhau sau khi đã cân bằng phản ứng. Nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn, thì số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế kia cũng phải là số chẵn. Nếu số nguyên tử của một nguyên tố còn lại là số lẻ, thì phải nhân đôi.
3.8. Phương pháp 8: Xuất phát từ nguyên tố chung nhất để cân bằng phản ứng oxi hoá khử
Phương pháp này chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng hệ số các phân tử.
Hy vọng rằng thông qua bài viết này, bạn đã hiểu được các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá khử. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về Hóa học hoặc các môn học khác, hãy truy cập vào trang web vuihoc.vn hoặc đăng ký khóa học ngay để nhận được sự hướng dẫn từ các giáo viên chuyên gia của VUIHOC.