Cách Viết Phương Trình Hóa Học Oxi Hóa – Khử Từ A Đến Z

Phản ứng oxi hóa khử là nội dung quan trọng sẽ được học trong chương trình Hóa lớp 10. Qua bài viết này, TheTips sẽ cùng các em tìm hiểu phản ứng oxi hóa khử là gì cũng như cách viết phương trình hóa học oxi hóa khử.

Phương trình hóa học oxi hóa khử là gì?

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học có một hoặc một số nguyên tố thay đổi số oxi hóa so với ban đầu. Nói cách khác, phản ứng oxi hóa khử có sự dịch chuyển electron giữa các chất phản ứng.

Khi viết phương trình hóa học oxi hóa khử, số oxi hóa thường được ghi ở phía trên nguyên tử của nguyên tố, theo thứ tự dấu trước và số sau. Các thành phần của phản ứng oxi hóa khử: chất khử, chất oxi hóa, sự khử và sự oxi hóa.

Chất khử

Chất khử là chất có khả năng cho/nhường e. Để nhận biết chất khử, các em hãy căn cứ vào những dấu hiệu sau:

• Số oxi hóa của chất khử tăng lên sau phản ứng.
• Chất khử chứa nguyên tố chưa đạt đến mức oxi hóa cao nhất.

Lưu ý: Ở nhóm MA, nguyên tố có số oxi hóa cao nhất là +M.

Chất oxi hóa

Chất oxi hóa là chất có khả năng thu/nhận e. Một số dấu hiệu để nhận biết chất oxi hóa:

• Số oxi hóa của chất oxi hóa giảm sau phản ứng.
• Chất oxi hóa chứa nguyên tố có mức oxi hóa chưa phải thấp nhất.

Lưu ý: Kim loại có số oxi hóa thấp nhất là 0. Phi kim thuộc nhóm mA có số oxi hóa thấp nhất là (m-8).

Sự khử và sự oxi hóa

Sự khử hay còn gọi là quá trình khử, nghĩa là làm cho một chất nhận electron hay làm chất đó giảm số oxi hóa. Ngược lại, sự oxi hóa hay quá trình oxi hóa là làm một chất nhường electron hay làm chất đó tăng số oxi hóa.

Lưu ý: Sự nhường electron chỉ xảy ra khi có sự nhận electron. Như vậy, phản ứng oxi hóa khử luôn có sự tham gia của chất oxi hóa và chất khử.

Cách viết phương trình hóa học oxi hóa – khử

Để viết phương trình hóa học oxi hóa – khử, các em cần thực hiện các bước sau:

Xác định số oxi hóa của nguyên tố 

Xác định số oxi hóa của nguyên tố là yêu cầu quan trọng nhất khi viết phương trình hóa học. Để thực hiện bước này, các em áp dụng các quy tắc sau:

• Quy tắc 1: Nguyên tố trong đơn chất có số oxi hóa bằng 0. 

Ví dụ: H₂, O₂, N₂, Zn, Fe,…

• Quy tắc 2: Trong 1 phân tử, tổng số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0.

Ví dụ: FeO có số oxi hóa bằng 0. Vì Fe=+2; O=-2. Ta có: 2-2=0.

• Quy tắc 3: Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hóa của  các nguyên tố bằng điện tích của ion.

Ví dụ: Mg²⁺: Số oxi hóa là +2

NO₃^–: Số oxi hóa của N + Số oxi hóa O = +5 + 3.(-2) = -1

• Quy tắc 4: Trong đa số hợp chất, số oxi hóa của H là +1. Ví dụ: H₂O, HCl, H₂S,… Một số ít trường hợp như AlH, NaH thì số oxi hóa của H là -1.

Trong phần lớn các hợp chất, số oxi hóa của O là: -2. Ví dụ: H₂O, SO₂, Na₂O,… Tuy nhiên, trong một số hợp chất như H₂O₂, Na₂O₂, số oxi hóa của O là -1. Trong OF₂, số oxi hóa của O là +2.

• Quy tắc 5: Flo có số oxi hóa là -1 trong tất cả hợp chất. Kim loại có số oxi hóa luôn dương.

Viết phương trình hóa học cho mỗi quá trình

Các em lần lượt viết quá trình oxi hóa, quá trình khử dựa theo số oxi hóa đã được xác định ở bước 1 và cân bằng từng quá trình.

Cân bằng phương trình

Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử được thực hiện theo phương pháp thăng bằng electron. Cụ thể, tổng số e đó chất khử nhường sẽ bằng tổng số e mà chất oxi hóa nhận. Để hoàn thành viết phương trình hóa học, các em chỉ cần đặt các hệ số cân bằng và tiến hành cân bằng phương trình hóa học.

Ví dụ 1: Viết phương trình hóa học khi P tác dụng với O₂ tạo thành P₂O₅:

P + O₂ → P₂O₅

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố, xác định chất khử và chất oxi hóa:

overset{0}{P}+overset{0}{O_2}tooverset{+5}{P_2}overset{-2}{O_5}

P: Chất khử

O₂: Chất oxi hóa

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

begin{aligned}
×4    |    overset{0}{P}to 2overset{+5}{P}+5e text{ (quá trình oxi hóa)}\
×5    |    overset{0}{O_2}+4e to 2overset{-2}{O}text{ (quá trình khử)}\
end{aligned}

Bước 3: Cân bằng phương trình:

Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hoá và chất khử, sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận.

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

Ví dụ 2: viết phương trình hóa học của cacbon monoxit khử sắt (III) oxit ở nhiệt độ cao tạo thành sắt và cacbon dioxit:

Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố, xác định chất khử và chất oxi hóa:

overset{+3}{Fe_2}overset{-2}{O_3} +overset{+2}Coverset{-2}Otooverset{0}{Fe} +overset{+4}Coverset{-2}{O_2}

C: Chất khử

Fe: Chất oxi hóa

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

begin{aligned}
×3    |    overset{+2}{C}to overset{+4}{C}+2e text{ (quá trình oxi hóa)}\
×2    |    overset{+3}{Fe}+3e to overset{0}{Fe}text{ (quá trình khử)}\
end{aligned}

Bước 3: Cân bằng phương trình:

Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hoá và chất khử, sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận.

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

Cu + HNO₃ →Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố, xác định chất khử và chất oxi hóa:

overset{0}{Cu}+Hoverset{+5}NO_3to overset{+2}{Cu}(NO_3)_2+overset{+2}NO+H_2O

Cu: Chất khử

N: Chất oxi hóa

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

begin{aligned}
×3    |    overset{0}{Cu}to overset{+2}{Cu}+2e text{ (quá trình oxi hóa)}\
×2    |    overset{+5}{N}+3e to overset{+2}{N}text{ (quá trình khử)}\
end{aligned}

Bước 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử:

Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hoá và chất khử, sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận.

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Nguồn: Viết Phương Trình Hóa Học – Marathon Education