Bài 15. Phản ứng oxi hoá – khử

Mục tiêu bài học

• Nêu được khái niệm số oxi hoá và xác định được số oxi hoá của nguyên tử trong đơn chất, hợp chất, ion.
• Nêu được khái niệm chất oxi hoá, chất khử, quá trình oxi hoá, quá trình khử và phản ứng oxi hoá – khử.
• Lập được phương trình phản ứng oxi hoá – khử bằng phương pháp thăng bằng electron.
• Nêu được ý nghĩa của phản ứng oxi hoá – khử trong đời sống và sản xuất.

Khái niệm chính

Số oxi hoá

Điện tích quy ước của nguyên tử khi giả định mọi liên kết trong phân tử đều là liên kết ion.

Chất khử

Chất nhường electron, có số oxi hoá tăng sau phản ứng.

Chất oxi hoá

Chất nhận electron, có số oxi hoá giảm sau phản ứng.

Quá trình oxi hoá

Quá trình chất khử nhường electron.

Quá trình khử

Quá trình chất oxi hoá nhận electron.

Phản ứng oxi hoá – khử

Phản ứng có sự chuyển electron giữa các chất, làm thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố.

Phương pháp thăng bằng electron

Cách cân bằng dựa trên nguyên tắc tổng số electron chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hoá nhận.

Công thức

• $\sum_i n_i\,x_i = q$

  Tổng số oxi hoá của các nguyên tử bằng điện tích của phân tử (bằng 0) hoặc của ion.

  • $n_i$Số nguyên tử của nguyên tố i trong phân tử/ion
  • $x_i$Số oxi hoá của nguyên tố i
  • $q$Điện tích của phân tử (0) hoặc ion

• $\sum n_{e,\,\text{nhường}} = \sum n_{e,\,\text{nhận}}$

  Bảo toàn electron: số electron chất khử nhường bằng số electron chất oxi hoá nhận.

  • $n_{e,\,\text{nhường}}$Số mol electron do chất khử nhường(mol)
  • $n_{e,\,\text{nhận}}$Số mol electron do chất oxi hoá nhận(mol)

Thí nghiệm

• Đinh sắt trong dung dịch copper(II) sulfate

  Học sinh thực hành

  Mục đích: Xác định chất oxi hoá, chất khử trong phản ứng của kim loại với dung dịch muối.

  Lớp đồng đỏ bám lên đinh sắt và màu xanh dung dịch nhạt dần: Fe nhường electron (chất khử), ion Cu²⁺ nhận electron (chất oxi hoá).

  Dụng cụ: Đinh sắt đã làm sạch, Dung dịch CuSO₄, Ống nghiệm

  Làm thí nghiệm ảo

• Đinh sắt trong dung dịch sulfuric acid loãng

  Học sinh thực hành

  Mục đích: Xác định quá trình oxi hoá và quá trình khử khi kim loại tác dụng với acid.

  Bọt khí H₂ thoát ra trên bề mặt đinh: Fe bị oxi hoá thành Fe²⁺, ion H⁺ bị khử thành H₂.

  Dụng cụ: Đinh sắt, Dung dịch H₂SO₄ loãng, Ống nghiệm

• Đốt cháy magnesium trong không khí

  Mô phỏng / video

  Mục đích: Nhận ra phản ứng cháy là phản ứng oxi hoá – khử.

  Magnesium cháy với ánh sáng trắng chói tạo MgO: Mg là chất khử, O₂ là chất oxi hoá.

  Dụng cụ: Băng magnesium, Kẹp sắt, Đèn cồn

  Làm thí nghiệm ảo