Tài liệu Xác định số oxy hóa khử P2 pdf

Số oxi hóa của một nguyên tố là một đại lượng cho biết khả năng cho hoặc nhận điện tử của nguyên tử nguyên tố đó trong một phân tử.. Người ta qui ước, một liên kết cộng hóa trị phân cực

A- Vấn đề 1 hóa vô cơ

Sau khi thi đậu tú tài (tốt nghiệp phổ thông), học sinh không được ghi danh tự do

để học đại học ở bất cứ đại học nào trong nước, kể cả công hay tư, mà phải qua một kỳ thi tuyển vào đại học Để thi tuyển vào các ngành khoa học tự nhiên, thì học sinh phải thi ba môn là toán, lý, hóa hoặc toán, sinh, hóa Cuộc thi tuyển này khá gay go, tạo căng thẳng, áp lực lớn đối với người học, cũng như phụ huynh,

vì tỉ lệ để được vào học ở ĐH chỉ khoảng 20-30% số học sinh đã đậu tú tài

Muốn làm bài được môn hóa học (cũng như các môn khác), học sinh phải nắm vững các kiến thức mà mình đã học ở phổ thông (môn hóa học được dạy từ lớp 8 đến lớp 12) Tôi đã soạn và hệ thống hóa các kiến thức hóa học này nhằm giúp cho mục đích ôn tập cho các em Vì phục vụ cho các em học sinh phổ thông, nên từ ngữ mà tôi dùng cũng phải giống như sách giáo khoa ở VN

I Số oxi hóa (Số OXID HÓA)

Số oxi hóa là một đại lượng qui ước Tính được số oxi hóa giúp ta nhận diện nhanh chất oxi hóa, chất khử, viết được các phản ứng oxi hóa khử và cân bằng được các phản ứng oxi hóa khử

I.1 Định nghĩa

Số oxi hóa của một nguyên tố là một đại lượng cho biết khả năng cho hoặc nhận điện tử của nguyên tử nguyên tố đó trong một phân tử Nó bằng điện tích xuất hiện trên nguyên tử nguyên tố đó với giả thiết tất cả phân tử các hợp chất đều gồm các ion - một - nguyên - tử tạo nên Người ta qui ước, một liên kết cộng hóa trị phân cực (có cực) coi như một liên kết ion, với các đôi điện tử góp chung bị kéo hẳn về phía nguyên tố nào có có độ âm điện lớn hơn

Như vậy, số oxi hóa bằng điện tích thật nếu đó là một liên kết ion, bằng điện tích qui ước (biểu kiến) nếu đó là một liên kết cộng hóa trị phân cực

NH 3 (Amoniac)

(ion biểu kiến)  xH = +1 ; xN =

I.2 Các qui ước (qui tắc) để tính số oxi hóa

I.2.1 Trong đơn chất

Số oxi hóa của các nguyên tử trong đơn chất bằng không (0)

[O] (oxi nguyên tử)

[H] (hiđro nguyên tử, hydrogen nguyên

xH + xN + 3xO = 0

[ Liti (Litium, Li), Natri (Natrium, Na), Kali (Kalium, K), Rubiđi (Rubidium, Rb), Xezi (Cesium, Cs), Franxi (Francium, Fr) ] trong

Thí dụ:

- Kim loại kiềm thổ

Canxi (Calcium, Ca), Stronti (Strontium, Sr), Bari (Barium, Ba), Rađi (Radium, Ra) ] cũng như Berili (Berilium, Be), Magie (Magnesium, Mg) trong hợp chất luôn luôn có số oxi hóa bằng +2

trong hợp chất hầu hết có số oxi hóa bằng +1 Nhưng H trong các hiđrua (hidrur) kim loại có số oxi hóa bằng -1 Thí dụ:

H2O2

NaH (Natri hiđrua, Hidrur natrium)

CaH2 (Canxi hidrua, Hidrur

K2Cr2O7

H2O

H2O2 (H-O-O-H, Hiđro peoxit, Peroxid hidrogen)

Na2O2 (Na-O-O-Na, Natri peoxit, Peroxid natrium)

CaO2 (Canxi peoxit, Peroxid calcium)

OF2 (F-O-F, oxi florua, Fluorur oxigen)

xO = 0

xO = 0

xO = 0

I.2.3 Trong ion

Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong ion bằng điện tích

xCu = +2

Fe3O4, Fe, Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeS2, FeCO3, Fe3+, FeSO4, Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3, CaC2, Al4C3, C, CO, CO2

Bài tập 1'

Tính số oxi hóa của các nguyên tố có gạch dưới trong các phân tử

và ion sau đây:

K2Cr2O7, Cr, Cr3+, K2CrO4, Cr2O72-, Cr2(SO4)3, Cr2O3, CrO42-, CrCl3, CrO2-, CrO,

Cr2O3, CrO3, Cr(OH)3, Na2Cr2O7, CrBr3, NaCrO2, H2SO4, H2SO3, FeSO4, SO3,

Hầu hết các nguyên tố hóa học trong bảng hệ thống tuần hoàn là kim loại, chỉ có một số ít là phi kim (không kim loại)

Sau đây là 11 phi kim thường

G3 Độ âm điện

Độ âm điện của một nguyên tố là một đại lượng cho biết khả năng thu hút các điện tử góp chung trong một liên kết cộng hóa trị của nguyên tử nguyên tố đó Độ âm điện càng lớn thì sự thu hút các điện tử góp chung càng nhiều Flo (F, Fluor) có độ âm điện lớn nhất, bằng 4, các kim loại kiềm có độ âm điện nhỏ nhất, nhỏ hơn 1

Sau đây là trị số độ âm điện của một số nguyên tố thường gặp:

nguyên tử, liên kết cộng hóa trị không cực, không xuất hiện điện tích, nên số oxi hóa bằng không)

= 0

G5

Cacbon (Carbon, C) trong hợp chất hữu cơ chỉ có hóa trị 4 duy nhất, nhưng C có thể có các số oxi hóa: -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4 Để tính số oxi hóa của từng nguyên tử C trong phân tử một chất hữu cơ thì ta phải viết công thức cấu tạo (CTCT) của chất đó ra, và số oxi hóa của mỗi nguyên tử C bằng tổng số số oxi hóa của các liên kết quanh nguyên tử C này, trong đó số oxi hóa của liên kết giữa C với C thì không tính (bằng 0) Số oxi hóa trung bình của C bằng trung bình cộng số oxi hóa của các nguyên

tử C có mặt trong phân tử Số oxi hóa trung bình có thể không nguyên Có thể tính số oxi hóa trung bình nhanh hơn bằng cách chỉ cần căn cứ vào công thức phân tử (CTPT)

Khi cân bằng phản ứng oxi hóa, có thể chỉ cần căn cứ vào số oxi hóa trung bình

Thí dụ:

Tính số oxi hóa của từng nguyên tử cacbon, số oxi hóa trung bình của C trong các phân tử hợp chất hữu cơ sau đây:

Propan (CH3CH2CH3), Axit axetic (CH3COOH), Acrolein (CH2

Bài tập 2’

Tính số oxi hóa của từng nguyên tử C, H, N, O trong các phân tử hữu cơ sau:

Benzanđehit (Benzaldehid, C6H5-CHO); Phenol (C6H5-OH); Glixerin (Glicerin,

CH2OH-CHOH-CH2OH); p-Cresol (p-CH3-C6H4-OH); Axit fomic (Acid formic, HCOOH); Axit picric (2,4,6-Trinitrophenol); TNT (2,4,6-Trinitrotoluen); Axit glutamic (HOOC-CH2-CH2-CHNH2-COOH); Alanin (CH3-CHNH2-COOH); Isopren (CH2=CH-CCH3=CH2); Axit -aminoenantoic (H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-

CH2-CH2-COOH); Axit ađipic [ Acid adipic, HOOC-(CH2)4-COOH ]

Người ta chọn nguyên tử hiđro làm đơn vị hóa trị (H có hóa trị 1)

Do đó, hóa trị của một nguyên tố là bằng số nguyên tử H (hay số nguyên tử hóa trị 1 tương đương) mà một nguyên tử của nguyên

Khi nói hóa trị âm, hóa trị dương (hóa trị ion), thực chất là nói về

số oxi hóa

G.7

H có hóa trị 1 duy nhất trong mọi chất; O có hóa trị 2 duy nhất trong mọi chất Nhưng H có thể có các số oxi hóa +1, 0, -1 O có thể có các số oxi hóa -2; -1; 0; +2

G.8 Hóa trị ion

Hóa trị ion của một nguyên tố là bằng điện tích xuất hiện trên nguyên tử của nguyên tố đó khi nó hiện diện ở dạng ion Hóa trị ion cho biết số điện tử mà một nguyên tử của nguyên tố đó đã cho hoặc nhận để tạo thành ion tương ứng

Như vậy hóa trị ion cũng chính là số oxi hóa nhưng hóa trị ion là bằng điện tích thật, còn số oxi hóa có thể chỉ là điện tích biểu kiến (qui ước)

Thí dụ:

NaCl Na+ Cl-

Na có hóa trị ion là +1 (Natri đã nhận 1 điện tử) Cl có hóa trị ion là -1 (Clo đã nhận 1 điện tử)

MgF2 Mg2+ 2F-

Mg có hóa trị ion là +2 (Mg đã cho 2 điện tử) F có hóa trị ion là -1 (F nhận 1 điện tử)

G.9 Cộng hóa trị (Hóa trị cộng hóa trị)

Cộng hóa trị của một nguyên tố là bằng số điện tử hóa trị mà một nguyên tử của nguyên tố đó đã đưa ra góp chung để tạo liên kết cộng hóa trị

Cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số liên kết cộng hóa trị xuất phát từ nguyên tử đó đi ra trong công thức cấu tạo

Cộng hóa trị cũng chính là hóa trị của nguyên tố đó, nhưng khái niệm hóa trị tổng quát hơn (Cũng giống như khái niệm số oxi hóa

tổng quát hơn hóa trị ion)

Hãy cho biết hóa trị, số oxi hóa của các nguyên tử trong các phân

tử, ion sau đây:

Nước

(H2O); Hiđropeoxit (Peroxid hidrogen, H2O2); Sắt (II) sunfua (Sulfur sắt (II), FeS); Pirit sắt (FeS2); Canxi cacbua (Carbur calcium, CaC2); Nhôm cacbua (Al4C3); Kali pemanganat (Permanganat kalium, KMnO4); Axit sunfuric (Acid sulfuric,

H2SO4); Kali sunfat (K2SO4); Etilen (C2H4); Axetilen (Acetilen,

C2H2); Mesitilen (1,3,5- Trimetylbenzen); Kali ñicromat (K2Cr2O7); Kali cromat (K2CrO4); Axit picric (2,4,6- Trinitrophenol); Oxi (O2); Ozon (O3, giả sử coi ozon có cấu tạo vòng); NO3-; NH4+; SO42-;

Cu2+; MnO42; Fe2+; Fe3+; CrO42-; Cr2O72-; NO2- O2-, O22-; Axit nitrô (HNO2)

hidrogen, H2S); Hidro pesunfua (Persulfur hidrogen, H2S2); o - Cresol (o - Metyl phenol); Vinyl clorua (CH2=CH-Cl); Iot (Iod, I2); I-; S2-; S2

2-; N3-; Vinylaxetilen (CH2=CH-CCH)