TÌM HIỂU VỀ CHẤT OXI HÓA, CHẤT KHỬ VÀ QUÁ TRÌNH OXI HÓA – KHỬ

Quá trình oxi hóa – khử là một trong những phản ứng quan trọng trong hóa học, liên quan đến sự trao đổi electron giữa các chất. Chất oxi hóa và chất khử đóng vai trò then chốt trong các phản ứng này. Cùng TDG giải thích các khái niệm cơ bản, cách xác định chất oxi hóa, chất khử, và phân tích các tính chất đặc biệt của chúng nhé.

1. Chất oxi hóa là gì

Chất oxi hóa là chất nhận electron trong quá trình phản ứng. Khi nhận electron thì chất oxi hóa bị khử tức là số oxi hóa của nó giảm.

Ví dụ

• Trong phản ứng
• Cl2 + 2e → 2Cl⁻Clo (Cl2) là chất oxi hóa vì nhận electron trở thành ion Cl⁻.

Đặc điểm của chất oxi hóa

• Thường là phi kim (ví dụ: O2, Cl2, F2) hoặc ion có số oxi hóa cao (MnO4⁻, Cr2O7²⁻).
• Có khả năng nhận electron mạnh từ chất khác.

2. Chất khử là gì

Chất khử là chất nhường electron trong phản ứng. Khi nhường electron chất khử bị oxi hóa tức là số oxi hóa của nó tăng.

Ví dụ

• Trong phản ứng
• Fe → Fe²⁺ + 2eSắt (Fe) là chất khử vì nhường electron tạo ion Fe²⁺.

Đặc điểm của chất khử

• Thường là kim loại (ví dụ: Fe, Zn, Al) hoặc ion có số oxi hóa thấp (Fe²⁺, I⁻).
• Có khả năng nhường electron cho chất khác.

3. Phân biệt chất oxi hóa và chất khử

• Chất oxi hóa: Nhận electron, bị khử, số oxi hóa giảm.
• Chất khử: Nhường electron, bị oxi hóa, số oxi hóa tăng.

Ví dụ

Trong phản ứng Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Zn là chất khử nhường 2 electron, bị oxi hóa từ Zn sang Zn²⁺.

Cu²⁺ là chất oxi hóa nhận 2 electron, bị khử từ Cu²⁺ sang Cu.

4. Cách xác định chất oxi hóa và chất khử

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng

Số oxi hóa biểu thị trạng thái oxi hóa của nguyên tố trong hợp chất.

Quy tắc cơ bản

• Nguyên tố tự do: Số oxi hóa = 0 ví dụ như O2, N2, Fe.
• Trong hợp chất: Số oxi hóa của H = +1, O = -2 trừ trường hợp đặc biệt như H2O2, OF2.
• Tổng số oxi hóa trong phân tử = 0 hoặc bằng điện tích của ion.

Bước 2: So sánh số oxi hóa trước và sau phản ứng

• Nếu số oxi hóa tăng: Chất đó bị oxi hóa, là chất khử.
• Nếu số oxi hóa giảm: Chất đó bị khử, là chất oxi hóa.

5. Chất chỉ có tính oxi hóa

Những chất chỉ có tính oxi hóa là những chất luôn nhận electron mà không nhường electron.

Ví dụ: O2, Cl2, F2, KMnO4, H2O2 (trong môi trường axit).

6. Chất vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử

Một số chất có khả năng vừa nhường vừa nhận electron, tức là chúng có cả tính oxi hóa và tính khử.

Ví dụ

H2O2 (vừa oxi hóa vừa khử trong các phản ứng khác nhau).

SO2

• Là chất khử trong SO2 + 2H2O + Cl2 → H2SO4 + 2HCl.
• Là chất oxi hóa trong SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O.

7. Hợp chất có tính oxi hóa mạnh nhất

Các chất oxi hóa mạnh bao gồm

• Các phi kim hoạt động mạnh: F2, Cl2, O2.
• Các hợp chất chứa ion oxi hóa cao: KMnO4 (ion MnO4⁻), K2Cr2O7 (ion Cr2O7²⁻).

Ví dụ

• KMnO4 trong môi trường axit
• MnO4⁻ + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H2O.

8. Chất có tính oxi hóa nhưng không có tính khử

Những chất này chỉ nhận electron và không nhường electron.

Ví dụ: O2, F2, Cl2, Br2.

Quá trình oxi hóa – khử đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa học. Chất oxi hóa và chất khử là hai thành phần thiết yếu. Thể hiện sự trao đổi electron giữa các chất. Hiểu rõ bản chất và cách xác định chúng giúp dễ dàng phân tích và ứng dụng các phản ứng trong thực tế.