Mục lục bài họcĐang ở d04-b3
Oxidation Numbers and Balancing Redox Reactions
Assigning oxidation numbers
Work down this list in order; the first rule that applies wins:
- Free element: $0$. Monatomic ion: its charge.
- Group 1 is $+1$, group 2 is $+2$, fluorine is always $-1$.
- Hydrogen is $+1$ (except $-1$ in metal hydrides); oxygen is $-2$ (except $-1$ in peroxides).
- The sum equals the overall charge of the species.
Half-reactions
Split the reaction into oxidation (electrons on the product side, oxidation number goes up) and reduction (electrons on the reactant side, number goes down). Balance each half in this order: atoms other than O and H, then O with $\text{H}_2\text{O}$, then H with $\text{H}^+$, then charge with electrons.
Finally scale the two halves so the electrons cancel exactly, and add.
Two labels students swap constantly: the oxidising agent is the substance that gets reduced; the reducing agent is the one that gets oxidised.
Gán số oxi hoá — làm theo đúng thứ tự, quy tắc nào áp dụng trước thì thắng:
- Đơn chất: $0$. Ion đơn nguyên tử: bằng điện tích của nó.
- Nhóm 1 là $+1$, nhóm 2 là $+2$, flo luôn $-1$.
- Hiđro $+1$ (trừ hiđrua kim loại như $\text{NaH}$ thì $-1$); oxi $-2$ (trừ peoxit như $\text{H}_2\text{O}_2$ thì $-1$).
- Tổng số oxi hoá bằng điện tích của tiểu phân.
Nửa phản ứng — tách thành hai vế việc:
- Oxi hoá: mất electron, số oxi hoá tăng, electron viết ở vế sản phẩm.
- Khử: nhận electron, số oxi hoá giảm, electron viết ở vế chất đầu.
Thứ tự cân bằng một nửa phản ứng (môi trường axit): nguyên tố khác O và H trước, rồi cân O bằng $\text{H}_2\text{O}$, rồi cân H bằng $\text{H}^+$, cuối cùng cân điện tích bằng electron.
Môi trường bazơ thì làm y hệt rồi thêm bước cuối: cộng vào hai vế đúng số $\text{OH}^-$ bằng số $\text{H}^+$, gộp $\text{H}^++\text{OH}^-$ thành $\text{H}_2\text{O}$ và rút gọn nước.
Hai nhãn bị đổi chỗ nhiều nhất: chất oxi hoá là chất bị khử, còn chất khử là chất bị oxi hoá. Tên gọi chỉ việc nó làm cho chất kia, không phải việc xảy ra với nó.
Cân bằng phương trình ion sau trong môi trường axit:
$\text{MnO}_4^-+\text{Fe}^{2+}\to\text{Mn}^{2+}+\text{Fe}^{3+}$
Xác định số oxi hoá: trong $\text{MnO}_4^-$, oxi là $-2$ nên $x+4(-2)=-1$, tức Mn là $+7$. Ở sản phẩm Mn là $+2$ — giảm, vậy đây là nửa khử. Sắt đi từ $+2$ lên $+3$ — tăng, nửa oxi hoá.
Nửa oxi hoá: $\text{Fe}^{2+}\to\text{Fe}^{3+}+e^-$.
Nửa khử — cân Mn xong, cân 4 oxi bằng 4 nước, cân 8 hiđro bằng 8 ion $\text{H}^+$:
$\text{MnO}_4^-+8\text{H}^+\to\text{Mn}^{2+}+4\text{H}_2\text{O}$
Điện tích vế trái $-1+8=+7$, vế phải $+2$. Chênh $5$, nên thêm $5e^-$ vào vế trái:
$\text{MnO}_4^-+8\text{H}^++5e^-\to\text{Mn}^{2+}+4\text{H}_2\text{O}$
Cho electron triệt tiêu: nhân nửa oxi hoá với $5$.
Cộng lại:
$\text{MnO}_4^-+8\text{H}^++5\text{Fe}^{2+}\to\text{Mn}^{2+}+4\text{H}_2\text{O}+5\text{Fe}^{3+}$
Kiểm hai lần: nguyên tử khớp; điện tích vế trái $-1+8+10=+17$, vế phải $+2+15=+17$. Cân bằng cả chất lẫn điện tích.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 4 — Chemical Reactions gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.