1. Định nghĩa và khái niệm cơ bản
Oxi hóa
Quá trình mất electron. Số oxi hóa tăng.
Khử
Quá trình nhận electron. Số oxi hóa giảm.
Chất khử
Cho electron (bị oxi hóa). VD: Zn, Na, H₂.
Chất oxi hóa
Nhận electron (bị khử). VD: O₂, Cl₂, KMnO₄.
2. Cách xác định số oxi hóa
Bốn quy tắc cốt lõi.
Quy tắc
- Đơn chất: số oxi hóa = 0 (Fe, O₂, Cl₂).
- Ion đơn nguyên tử: bằng điện tích (Na⁺ là +1, S²⁻ là −2).
- Tổng số oxi hóa trong phân tử trung hòa = 0; trong ion = điện tích ion.
- O thường là −2 (trừ peroxit O₂²⁻ = −1); H thường là +1 (trừ hidrua kim loại = −1).
3. Cân bằng theo bán phản ứng
Áp dụng cho môi trường axit/bazơ.
Phản ứng giữa KMnO₄ và FeSO₄ trong H₂SO₄:
MnO₄⁻ + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O
- Tách thành hai bán phản ứng.
- Cân bằng nguyên tố (trừ H, O), rồi O bằng H₂O, H bằng H⁺.
- Cân bằng điện tích bằng e⁻.
- Nhân chéo để số e cho = e nhận, cộng lại.
4. Ứng dụng
| Ứng dụng | Nguyên lý |
|---|---|
| Pin điện hóa (Daniell, Volta) | Phản ứng oxi hóa khử tự phát sinh điện |
| Điện phân (mạ điện, tinh chế Cu) | Dùng điện ép buộc phản ứng oxi hóa khử |
| Ắc quy chì-axit | Phản ứng thuận → nghịch khi sạc |
| Hô hấp tế bào | Glucose (C +0) bị oxi hóa thành CO₂ (C +4) |
5. Bài tập tự luyện
- Xác định số oxi hóa của S trong: H₂S, SO₂, H₂SO₄, S₈, Na₂S₂O₃.
- Cân bằng: K₂Cr₂O₇ + KI + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + I₂ + K₂SO₄ + H₂O.
- Cho m gam Fe tan vừa đủ trong dung dịch HNO₃ loãng thu được V lít NO (đktc). Tính m theo V.
- Pin Daniell có Zn|Zn²⁺ và Cu|Cu²⁺. Viết phản ứng tổng và tính suất điện động chuẩn.
- Khi điện phân dung dịch CuSO₄ với cường độ 5 A trong 32 phút 10 giây, tính khối lượng Cu thu được ở catot.