HOI PHONG INTRODUTION
Phản ứng oxi hoá khử.
a. những vấn đề cơ bản của phản ứng oxi hóa khử.
1. Quan niệm về phản ứng oxi hóa khử.
* Theo quan niệm hóa học cổ điển:
Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng xảy ra giữa một chất cho oxi và một chất nhận oxi.
Chất cho oxi là chất oxi hóa, chất nhận oxi là chất khử. Chất oxi hóa thì bị khử và chất khử bị oxi
hóa. Tức là:
Oxi hóa một chất là gắn thêm oxi vào chất đó.Chất oxi hóa là chất có chứa oxi và có thể nhờng
oxi cho chất khác.
- Khử oxi một chất là lấy oxi của chất đó. Chất khử oxi là chất có ái lực với oxi và có thể lấy oxi
của chất khác.
ví dụ: Fe
2
O
3
+ 3CO

2Fe + 3CO
2
.
Phản ứng trên đợc coi là phản ứng oxi hóa CO thành CO
2
với chất oxi hóa là chất Fe
2
O
3
.
Ngợc lại, đợc coi là phản ứng khử oxi của Fe
2
O





+1
1
Na + 1e
NaCl
+ 1e Cl
Na
Cl









Cả hai phản ứng trên đều do nguyên tử Na nhờng electron để thành ion Na
+1
, oxi ở (1) và clo ở
(2) nhận electron để trở thành ion O
2
và Cl
1
. Các ion này tích điện tráI dấu nên hút nhau bằng
lực hút tĩnh điện tạo thành Na
2

3
hay muối của sắt
II của axit feric: Fe(FeO
2
)
2
.
Ngợc lại: N
2
O
5
bị oxi hóa sơ lợt thành NO
2
.
N
2
O
5
bị oxi hóa mạnh hơn thành NO.
N
2
O
5
bị oxi hóa mãnh liệt thành N
2
.
Vậy để định mức oxi hóa khử của một nguyên tố ngời ta đa ra đại lợng đặc trng là số oxi hóa.
2. Khái niệm và cách xác định số oxi hóa.
* Khái niệm:
Số oxi hóa của một nguyên tố là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó nếu giả thiết liên kết trong

+ ở các đơn chất số oxi hóa bằng 0:
H
0
2
, N
0
2
, Na
0
, Ca
0
.
Cặp electron dùng chung nằm giữa hai hạt nhân của nguyên tử.

1
HOI PHONG INTRODUTION
+ Số oxi hóa của các ion kim loại luôn có giá trị dơng. Trong các hợp chất liên kết ion số oxi hóa
của kim loại bằng điện tích ion của chúng:
1 +2 +3
2
4 4 3
, Fe , Al ( )K Cl SO SO
+
+ Trong hợp chất với phi kim số oxi hóa của hiđro trong đa số hợp chất luôn là +1.
1 +1
2
, HH I O
+
Trừ các hiđrua:
1 +2

2

. . .
Khi hình thành liên kết hóa học, giữa hai nguyên tử oxi không xảy ra sự chuyển dịch electron:
H - O
O - H
-1
-1
Na - O
O - Na
-1
-1
Ca
O
O
+2
-1
-1
- supeoxit số oxi hóa của oxi có giá trị phân số: KO
1
2
2

.
- ở các hợp chất với flo oxi có số oxi hóa dơng: O
2+
F
2

.

2
SO
4
).
Cl: -1 0 +1 +3 +5 +7.
HCl Cl
2
HClO HClO
2
HClO
3
HClO
4
.
N: -3 0 +1 +2 +3 +4 +5.
NH
3
N
2
N
2
O NO N
2
O
3
NO
2
N
2
O

2
MnO
4
, Cr
2
O
2
7

Ta ghi các số oxi hóa đã biết lên phía trên kí hiệu hóa học của nó:
1 2
4
x
K Mn O
+
ta có: (+1) + x + 4(-2) = 0

x = +7.
1 2
2 4
x
K Mn O
+
ta có: 2(+1) + x + 4(-2) = 0

x = +6.
2
2
2
7

-2
Ta có: số oxi hóa của C = -2
3. Chất oxi hóa chất khử, quá trình oxi hóa quá trình khử, sự oxi hóa sự khử, sản
phẩm oxi hóa sản phẩm khử.
a. Chất oxi hóa:
Là nhữngchất mà nguyên tử, phân tử hoặc ion của nó có khả năng kết hợp các electron.
Khi kết hợp electron chất oxi hóa sẽ bị khử.
Chất tạo thành khi đó gọi là chất sản phẩm khử.
Quá trình này đợc gọi là quá trình khử tức là quá trình làm giảm số oxi hóa của chất đó.
X + me


m
X

: X là chất oxi hóa.

m
X

là sản phẩm khử.

2
HOI PHONG INTRODUTION
Quá trình trên là quá trình khử X hay X bị khử hay sự khử X.
Thuộc về chất oxi hóa có các đơn chất và hợp chất chứa những nguyên tố có tính chất đặc trng là
nhận electron, làm giảm số oxi hóa của mình: Oxi, các phi kim, ion kim loại, cực dơng của bình
điện phân ( anot).
Khả năng oxi hóa của một chất đợc đặc trng bằng đại lợng ái lực electron. Đó là năng lợng toả ra
khi kết hợp 1 e.

Quá trình trên là quá trình oxi hóa hay M bị oxi hóa hay sự oxi hóa M
Thuộc về chất khử có các đơn chất, hợp chất chứa các nguyên tố có tính chất đặc trng là nhờng
electron làm tăng số oxi hóa của mình nh: các kim loại, ion phi kim loại và cực âm của bình điện
phân ( catot).
Khả năng khử của một chất đợc đặc trng bằng đại lợng năng lợng ion hóa. Đó là năng lợng cần
thiết để tách một electron ra khỏi nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
Năng lợng ion hóa càng bé thì nguyên tử nhờng electron càng dễ

tính khử càng mạnh.





- Các kim loại kiềm : Li, Na, K, Rb
tính khử mạng nhất
- Các kim loại kiềm thổ : Mg, Ca, Ba
- trạng thái tự do các phi kim có thể thực hiện quá trình nhờng electron thể hiện tính khử.
Ví dụ: S, P. . .
- Các nguyên tố phi kim có số oxi hóa âm ( thấp nhất) thì nó chỉ có thể nhờng electron để tăng
số oxi hóa của mình. Nghĩa là thể hiện tính chất khử.
Ví dụ: S
2-
, X
-
. . .
c. Các chất vừa thể hiện tính chất oxi hóa vừa thể hiện tính chất khử.
Các chất có số oxi hóa trung gian
3
2

MnO
4
+ KNO
2
+ H
2
O
C.kh C.oxh Sp. oxh Sp.kh
Đối với SO
2
tính chất đặc trng là tính khử:
2SO
2
+ O
2

2 5
0
450
V O
C

ơ
2SO
3
.
C.kh C.oxh
SO
2
+ I

+
C.kh C.oxh
d. Kết luận:
* ở quá trình oxi hóa luôn kèm theo sự cho electron nên số oxi hóa nhất thiết phải tăng lên.
* ở quá trình khử luôn kèm theo sự nhận electron nên số oxi hóa nhất thiết phải giảm xuống.
* Trong các phản ứng oxi hóa khử, chất chứa những nguyên tửcủa cùng một nguyên tố cóa mức
oxi hóa khác nhau thờng có tính chất oxi hóa khác nhau:
0
Mn
,
2
4
Mn SO
+
,
4
2
Mn O
+
,
6
2 4
K Mn O
+
,
7
4
K Mn O
+
C.kh Có thể kh hoặc oxh C.oxh

a
o
x
h
v
à
* Điều kiện đủ:
Để một phản ứng oxi hóa xảy ra còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác: nhiệt độ, xúc tác, môi tr-
ờng . .
Ví dụ:
- Trong môi trờng axit:
2KMnO
4
+ 5Na
2
SO
3
+ 3H
2
SO
4


2MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ 5Na

2
SO
3
+ H
2
O

3K
2
SO
4
+ 2MnO
2
+ 2KOH
- Phản ứng của các chất sau:
Fe + CuSO
4


FeSO
4
+ Cu
Cu + FeSO
4


không phản ứng vì Cu là chất khử yếu.
5. Phân loại phản ứng oxi hóa khử.
a. Phản ứng oxi hóa - khử giữa các nguyên tử và phân tử.
Là phản ứng trong đó chất oxi hóa và chất khử là những chất khác nhau:

+5
-2
C.oxh
C.kh
-1
0
2KMnO
4
K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
+7 -2
+6 +4
0
C.oxh
C.kh
c. Phản ứng tự oxi hóa khử ( phản ứng dị phân)
Là phản ứng trong đó chất oxi hóa và chất khử là các chất nằm trong cùng một nguyên tử của
một nguyên ở cùng một mức oxi hóa.
Khi đó tạo thành những chất mới, trong đó các nguyên tử của nguyên tố này có các mức oxi hóa
khác nhau.
Tức là phản ứng trong đó chỉ có một nguyên tố thay đổi số oxi hóa, chất phản ứng vừa là chất
khử vừa là chất oxi hóa.
3HNO
2

- Tổng số electron mà chất khử cho phải bằng tổng số electron mà chất khử nhận.
- Số lợng electron cho và nhận đợc xác định theo sự biến đổi mức oxi hóa của các nguyên tố và
phải tính đến số nguyên tử bị thay đổi số oxi hóa.
b. Các phơng pháp cân bằng .

4
HOI PHONG INTRODUTION
* Phơng pháp electron.
Gồm 4 bớc:
+ B
1
: Xác định các nguyên tố có sự thay đổi mức oxi hóa trong phản ứng, từ đó xác định C.oxh
và C.kh
+ B
2
: Lập các quá trình oxi hóa (nhờng e) và quá trình khử (nhận e) rồi cân bằng các hệ số.
+ B
3
: Tìm hệ số đồng thời cho C.oxh và chất kh theo quy tắc: Tổng số e do chất khử cho bằng
tổng số e do chất oxi hóa nhận
+ B
4
: Đặt hệ số C.oxh và C.kh vào phơng trình phản ứng, cân bằng các nguyên tố không thay
thay đổi số oxi hóa và kiểm tra lại
Các bài tập ví dụ:
1. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau:
KMnO
4
+ HCl


+ 2e
2Cl
+7
-1
0
+2
2
5
qt oxh
qt kh
Các hệ số 2, 5 có nghĩa là 2 nguyên tử
7
Mn
+
thu 10e của 10 ion
1
Cl

.
* B
4
:
2KMnO
4
+ 10HCl

2KCl + 2MnCl
2
+ 5Cl
2

2
.
ở đây quá trình oxh: 2
2
O



2
0
O
+ 4e.
Chứ không viết:
2
O




0
O
+ 2e Vì chỉ số quy định của oxi là 2 (O
2
).
Ví dụ: FeS
2
+ O
2



2FeS
2
2Fe
+ 22e
+3
+
4S
+4
2O + 4e
2O
-2
4
22
Chỉ số quy định của Fe là 2 trong Fe
2
O
3
.
+ Khi cân bằng, nếu trong 1 phơng trình có đồng thời 2 hoặc 3 nguyên tố là chất khử thì phải
viết đầy đủ qt. oxh rồi cộng lại theo đúng tỉ lệ các nguyên tử trong phân tử:
Ví dụ: 3As
2
S
3
+ 28HNO
3
+ 4H
2
O


Gồm 4 bớc nh phơng pháp electron, nhng ở bớc 2 C.oxh và C.kh viết dới dạng ion electron.
+ Phạm vi áp dụng:
áp dụng cân bằng các phản ứng trong dung dịch có sự tham gia của môi trờng: nớc, dung dịch
axit, dung dịch bazơ.
+ Nguyên tắc( Chỉ áp dụng ở bớc 2):
- Phản ứng có axit tham gia:

5
HOI PHONG INTRODUTION
Vế nào thừa oxi ta thêm H
+
để tạo nớc và ngợc lại.
- Phản ứng có bazơ tham gia :
Vế nào thừa oxi ta thêm H
2
O để tạo thành OH

và ngợc lại.
- Phản ứng có nớc tham gia: Sản phẩm tạo thành là axit ta theo nguyên tắc 1.
Sản phẩm tạo thành là bazơ ta theo nguyên tắc 2.
Ví dụ:
+ Phản ứng có axit tham gia:
KMnO
4
+ FeSO
4
+ H

.
* B
2, 3
:
MnO
4
+ 8H + 5e
Mn + 4H
2
O
2Fe
2Fe + 2e
2
5
+2
+3
+2
+


* B
4
: 2MnO
4

+ 10Fe
+2
+ 16H
+


SO
4
+ 8H
2
O.
Ví dụ
+ Phản ứng có bazơ tham gia:
NaCrO
2
+ Br
2
+ NaOH

Na
2
CrO
4
+ NaBr + H
2
O.
* B
1
: C.oxh là Br
2
và C.kh là
3
2
Cr O
+


2CrO
4

+ 6Br

+ 4H
2
O.


Pt đầy đủ:
2NaCrO
2
+ 3Br
2
+ 8NaOH

2Na
2
CrO
4
+ 6NaBr + 4H
2
O.
Ví dụ:
+ Phản ứng có H
2
O tham gia:
KMnO
4

3
MnO
4
+ 2H
2
O + 3e
MnO
2
+ 4OH
SO
3
+ 2OH
SO
4
+ H
2
O + 2e
2
2
* B
4
: 2MnO
4

+ 3SO
2
3

+ H
2

* Lu ý:
Ngoài phơng pháp cân bằng trên, ta còn có thể cân bằng phản ứng oxi hóa khử mà không cần
lập sơ đồ electron. Phơng pháp này thờng đợc áp dụng để cân bằng nhanh các phản ứng ( tuỳ theo
mức thành thạo của ngời sử dụng) nhng trong chừng mực nào đó cha thể hiện đợc bản chất của
phản ứng.
+ Một số nguyên tắc cơ bản:
- Đặt trực tiếp số electron mà chất khử cho và chất oxh nhận ngay trong ptp.
- Đặt mủi tên hớng xuống dới(

) nếu mức oxh của chất đó tăng ( C.kh)
- Đặt mủi tên hớng lên trên (

) nếu mức oxh của chất đó giảm ( C.oxh).
- Đặt hệ số hợp thức (số electron) ở vế của phơng trình có chứa số lớn hợp chất.
Trừ những phản ứng trong đó C.oxh và C.kh là những đơn chất: Cl
2
, Br
2
, O
2
, trờng hợp này không
phụ thuộc vào số hợp chất tạo thành,các hệ số đợc đặt ở vế trái cua phơng trình.
Ngoài ra trong một số trờng hợp cụ thể chúng có những cách đặt khác nhau.
Phơng pháp này cho phép chọn nhanh chóng hệ số, tính đúng số nguyên tử bị thay đổi số oxh.
+ Một số ví dụ:
Ví dụ 1:
Cân bằng phơng trình: Al + O
2



có 2 nguyên tử, nên muốn tìm số e mà C.oxh nhận ta nhân số e nguyên
tử oxi nhận với 2.
- Để tổng số e cho bằng tổng số e nhận, ta đặt 3 trớc O
2
và 4 trớc Al. Với hệ số này, số e mà 4
nguyên tử Al cho bằng số e mà 3 phân tử O
2
nhận.
Ví dụ 2:
Cân bằng phơng trình: KMnO
4
+ HCl

MnCl
2
+ KCl + Cl
2
+ H
2
O.



KMnO
4
+ HCl 2MnCl
2
+ 5Cl
2
+ KCl + H

2MnCl
2
+ 2KCl + 5Cl
2
+ 8H
2
O.
Ví dụ 3:
Cân bằng phơng trình:
Al + HNO
3


Al(NO
3
)
3
+ N
2
O + H
2
O



Al + HNO
3
8Al(NO
3
)

4


Fe
2
(SO
4
)
3
+ MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ H
2
O.



KMnO
4
+ FeSO
4
+ H
2
SO
4
5Fe

4
)
3
+ 2MnSO
4
+ K
2
SO
4
+ 8H
2
O.
Ví dụ 5: Xét trờng hợp, khi trong phơng trình C.kh có hai số oxi hóa có sự thay đổi số oxh:
FeS
2
+ O
2


Fe
2
O
3
+ SO
2



4FeS
2

CrCl
3
+ Br
2
+ NaOH

Na
2
CrO
4
+ NaBr + NaCl + H
2
O.


2CrCl
3
+ 3Br
2
+ NaOH Na
2
CrO
4
+ NaBr + NaCl + H
2
O
+3
0
+6
-1