Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận với đề tài: “Xây dựng hệ thống tập phản ứng oxi hóa – khử bậc đại học”, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc ơn đến Th.S Hoàng Quang Bắc người tận tình hướng dẫn suốt trình thực tạo điều kiện cho hoàn thiện khóa luận Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy cô Khoa Hóa Trường Đại học sư phạm Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức cho năm học tập trường giúp đỡ tạo điều kiện để khóa luận hoàn thiện thời hạn Và tập thể bạn sinh viên lớp, gia đình động viên giúp đỡ thời gian nghiên cứu để hoàn thiện khóa luận Tôi xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2013 Sinh viên thực Phạm Thị Hiền GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC Trang DANH MỤC VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích xây dựng Nhiệm vụ đề tài Phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học 6 Phương pháp nghiên cứu Điểm đề tài NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mở đầu 1.1.1 Khái niệm, phân loại 1.1.1.1 Khái niệm 1.1.1.2 Phân loại 1.1.2 Một số phương pháp cân phản ứng oxi hóa - khử 10 1.2 Khả oxi hóa - khử chất vô điều kiện chuẩn 13 1.3 Khả oxi hóa - khử chất vô điều kiện không chuẩn 14 1.3.1 Phương trình Nernst 14 1.3.2 Ứng dụng phương trình Nernst 15 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến điện cực 16 1.3.4 Giản đồ Latimer 19 GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 1.3.4.1 Giản đồ 19 1.3.4.2 Ứng dụng giản đồ Latimer 19 1.3.5 Giản đồ Frost 21 1.4 Cơ chế phản ứng oxi hóa - khử 23 1.4.1 Cơ chế truyền electron – chế cầu nội chế cầu ngoại 24 1.4.2 Cơ chế phản ứng chuyển nguyên tử hay nhóm nguyên tử 27 1.4.3 Sự kết hợp chế 27 1.5 Tính cân dung dịch phản ứng oxi hóa – khử 29 1.6 Sự tạo thành sản phẩm phản ứng oxi hóa – khử 30 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH 33 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI 76 GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC VIẾT TẮT BSCNN : Bội số chung nhỏ OXH : Oxi hóa CK : Chất khử HDTL : Hướng dẫn trả lời CNH : Công nghiệp hóa HĐH : Hiện đại hóa TNKQ : Trắc nghiệm khách quan PTPU : Phương trình phản ứng PTHH : Phương trình hóa học VD : Ví dụ CTCT : Công thức cấu tạo GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ngày nay, cách mạng khoa học kĩ thuật giới diễn mạnh mẽ với tốc độ nhanh chóng mặt Theo tính toán nhà khoa học bình quân khoảng 4- năm khối lượng tri thức nhân loại tăng lên gấp đôi theo đà hóa học ngoại lệ Vì xu toàn cầu hóa nay, việc trang bị kiến thức nhằm tạo người có đủ lực trình độ để nắm bắt khoa học kỹ thuật, đủ lĩnh để làm chủ vận mệnh đất nước vấn đề sống Quốc gia Tuy nhiên thực tế cho thấy công nghiệp phát triển nguồn lao động chân tay lại chiếm ưu lớn so với đội ngũ cán kỹ thuật Điều làm ảnh hưởng lớn tới tốc độ kết trình CNH, HĐH đất nước.Vậy câu hỏi đặt phải làm trước tình hình Trả lời điều này, đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX Đảng cộng sản Việt Nam họp khẳng định: "Phát triển giáo dục - đào tạo động lực quan trọng thúc đẩy nghiệp CNH, HĐH, điều kiện phát huy nguồn lực người, yếu tố để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh bền vững" Bởi vậy, “Nâng cao dân trí - Đào tạo nhân lực – Bồi dưỡng nhân tài” nhiệm vụ hàng đầu giáo dục - đào tạo Trong việc đào tạo bồi dưỡng kiến thức cho sinh viên nhiệm vụ tất yếu trường đại học giảng viên Trong năm gần đây, Bộ giáo dục đào tạo khuyến khích sử dụng đa dạng phương pháp dạy học tích cực nhằm hoạt động hóa người học Muốn nguồn tập, câu hỏi phải phong phú, đa dạng Tuy vậy, với môn học có mức độ tư cao khả vận dụng kiến thức tổng hợp việc chuẩn bị dạng câu hỏi TNKQ dường GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp chưa thể đầy đủ, chưa có tính sáng tạo, nhạy bén phát triển tư Do vậy, hoàn cảnh trì phát triển hệ thống câu hỏi thiếu để lĩnh hội tiếp thu tri thức môn học Với lý trên, mạnh dạn lựa chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống tập phản ứng oxi hóa – khử bậc đại học” Với đề tài này, hy vọng góp phần nâng cao hướng dạy học tích cực để phát triển lực tư duy, sáng tạo, độc lập người học Mục đích nghiên cứu  Hệ thống hóa kiến thức phản ứng oxi hóa – khử bậc đại học  Hệ thống tập tự luận hóa vô bậc đại học phản ứng oxi hóa – khử Xây dựng tập định tính, tập định lượng Nhiệm vụ nghiên cứu  Nghiên cứu đưa hệ thống câu hỏi dạng tập  Nghiên cứu hướng dẫn đưa cách giải, phân loại thành hệ thống hóa kiến thức bao quát nội dung môn học chương Phạm vi nghiên cứu  Sinh viên trường đại học, học sinh trung học phổ thông  Nâng cao chất lượng dạy học tích cực, hoạt động hóa người học, đáp ứng mục tiêu giáo dục Giả thuyết khoa học Giải pháp quan trọng cho việc nâng cao lực tự học sinh viên, vận dụng linh hoạt lí thuyết học vào việc giải tập lí thuyết, dạng tập ứng dụng thực tiễn đời sống sản xuất Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu, thực tế giảng dạy Điểm đề tài Bài tập đa dạng khái quát toàn nội dung lí thuyết GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mở đầu 1.1.1 Khái niệm, phân loại 1.1.1.1 Khái niệm [3] Trong chương trình hóa học phổ thông, biết hai loại phản ứng : Loại thứ nhất: Bao gồm phản ứng mà nguyên tố chất phản ứng không thay đổi số oxi hóa như: Phản ứng trao đổi, phản ứng phân hủy, phản ứng kết hợp… Loại thứ hai: Bao gồm phản ứng nguyên tố tham gia có thay đổi số oxi hóa Phản ứng gọi phản ứng oxi hóa - khử phản ứng quan trọng Để có sở hiểu chất phản ứng oxi hóa – khử trước hết cần có khái niệm số oxi hóa  Số oxi hóa + Số oxi hóa gọi bậc oxi hóa, mức oxi hóa hay trạng thái oxi hóa Theo thuyết “điện hóa trị” tất hợp chất hóa học tồn liên kết ion + Số oxi hóa nguyên tố hợp chất điện tích nguyên tử nguyên tố phân tử hợp chất với giả thiết liên kết phân tử liên kết ion Như người ta gán cách quy ước cặp electron liên kết nguyên tử chuyển hẳn sang nguyên tử có độ âm điện lớn + Đối với hợp chất ion, chứa ion đơn nguyên tử, số oxi hóa nguyên tố điện tích ion tương ứng tạo thành từ nguyên tử chúng GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp + Đối với phân tử ion đa nguyên tử, liên kết cộng hóa trị, số oxi hóa nguyên tố tính theo nguyên tắc trên.Về nguyên tắc, để xác định số oxi hóa phải biết cấu tạo phân tử độ âm điện tương đối nguyên tố, nhiên thực tế, xác định số oxi hóa nguyên tố hợp chất thông thường dựa vào tiêu chuẩn sau:  Hiđro thường có số oxi hóa +1, trừ trường hợp hiđrua kim loại, hiđro có số oxi hóa -1  Oxi thường có số oxi hóa -2, trừ trường hợp F2O (+2) peoxit (-1)  Tổng số số oxi hóa tất nguyên tố phân tử 0; tổng tương ứng ion điện tích + Giá trị: Số OXH số dương, số không, số âm viết dấu (+), (-) phía trước chữ số  Chất oxi hóa chất nhận electron chất có số OXH giảm sau phản ứng  Chất khử chất nhường electron ( cho electron) chất có số OXH tăng sau phản ứng  Quá trình khử ( khử): trình nhận electron  Quá trình oxi hóa ( oxi hóa): trình nhường electron  Phản ứng oxi hóa - khử phản ứng hóa học có chuyển electron chất phản ứng; hay phản ứng oxi hóa - khử phản ứng hóa học có thay đổi số oxi hóa số nguyên tố 1.1.1.2 Phân loại phản ứng: [17] a) Loại : Chỉ có trình oxi hoá trình khử Chất khử chất oxi hoá hai chất khác Không có tham gia môi trường phản ứng GVHD Hoàng Quang Bắc SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp VD:  Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Chỉ có trình oxi hoá trình khử Quá trình oxi hoá: Fe  Fe2+ + 2e  2H ++ 2e Quá trình khử : H2 b) Loại có tham gia môi trường + Môi trường phản ứng chất oxi hoá : VD: Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + NO + 4H2O HNO3 vừa chất oxi hóa vừa đóng vai trò môi trường + Môi trường chất khử: VD:  16HCl + 2KMnO4 KCl + 2MnCl2 + Cl2 +8 H2O HCl vừa chất khử vừa đóng vai trò môi trường + Môi trường chất khác: 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4  3Fe2(SO4)3 +Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O Môi trường H2SO4 c) Loại phản ứng oxi hoá nội oxi hóa – khử: Chất oxi hoá chất khử chất Chúng nguyên tử, ion hay nguyên tố khác nguyên tử hay ion nguyên tố có vai trò khác chất VD: + Chất khử chất oxi hoá chất nguyên tố khác nhau: 2KClO3  2KCl + 3O2 + Chất khử chất oxi hoá nguyên tố có vai trò khác chất: NH4NO3  N2O + 2H2O Nguyên tố N d) Loại phản ứng tự oxi hoá - khử Chất khử chất oxi hoá nguyên tố chất đó: Cl2 + 2NaOH GVHD Hoàng Quang Bắc  NaCl + NaClO + H2O SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Nguyên tố clo vừa chất khử vừa chất oxi hóa e) Loại phức tạp Có nhiều trình oxi hoá khử ( trình trở lên) Trong loại có tham gia môi trường, phản ứng nội phân tử hay phản ứng tự oxi hoá khử VD: + 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 + NH4NO3  2N2 + O2 + 4H2O + Phản ứng oxi hoá - khử nội phân tử phức tạp FeS + 6HNO3  Fe(NO3)3 + H2SO4 + 3NO + 2H2O Có tham gia môi trường HNO3 1.1.2 Một số phương pháp cân phản ứng oxi hóa khử Có nhiều phương pháp cân phương trình phản ứng oxi hóa khử, tất dựa theo nguyên tắc bảo toàn khối lượng bảo toàn điện tích a) Phương pháp thăng electron Nguyên tắc: Dựa vào bảo toàn electron nghĩa tổng số electron chất khử nhường phải tổng số electron chất oxi hóa nhận Các bước cân bằng: Bước 1: Xác định số oxi hoá nguyên tố có số oxi hoá thay đổi Bước 2: Viết trình oxi hoá trình khử, cân trình Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron chất khử nhường tổng số electron mà chất oxi hoá nhận Hệ số chất khử = BSCNN ( số e nhường, số e nhận) / (số e nhường) Hệ số chất OXH = BSCNN ( số e nhường, số e nhận) / (số e nhận) Bước 4: Đặt hệ số oxi hoá chất khử vào sơ đồ phản ứng Cân nguyên tố lại: Kim loại → phi kim → O,H… Hoàn thành phương trình GVHD Hoàng Quang Bắc 10 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 25 = 0,1M 100 50 [Cr 2+ ] = 0,02 = 0,01M 100 25 [Cd 2+ ] = 0,4 = 0,1M 100 [Cr 3+ ] = 0,4 ECr 0,059 [Cr 3+ ] = ECr + lg 2+ Cr [Cr ] 0,1 = -0,41 +0,059lg = -0,351V 0,01 3+ ECd 3+ Cr 2+ 2+ Cd 2+ 0,059 lg[Cd 2+ ] Cd 0,059 = - 0,4 + lg0,01  -0,459V = ECd Ta thấy E0Cr 2+ 3+ Cr 2+ + > E0Cd GVHD Hoàng Quang Bắc phản ứng xảy theo chiều nghịch 2+ Cd 69 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 49: [7] Chuẩn độ 10cm3 dung dịch FeCl2 0,1N dung dịch K2S2O8 0,1N 250C Phản ứng theo dõi cách đo điện cực platin.Tính thời điểm tương đương, biết rằng: EFe 3+ Fe2+ =0,77V; ES0 O 22 =2,01V SO24 Bài 50: [7] Ở 250C xảy phản ứng sau: Fe2+ + Ce4+ E0Ce 4+ Fe3+ + Ce3+ = 1,74V ; E0Fe  0,77V 3+ 3+ Ce Fe2+ a) Tính số cân K phản ứng b) Tính thời điểm tương đương, biết phản ứng bắt đầu với số mol Fe2+ số mol Ce4+ Bài 51: [15] Để loại trừ ion NO3- nước (các ion NO3- có mặt nước xuất phát từ phân bón) khử thành NO2- cách cho qua lưới có chứa bột Cd a) Viết nửa phản ứng hai cặp NO3-/HNO2 HNO2/NO môi trường axit Chứng minh HNO2 bị phân hủy môi trường pH = đến b) Ở pH = 7, nồng độ NO3- 10-2M Viết phản ứng Cd NO3- Hỏi NO3- có bị khử hoàn toàn 25oC điều kiện không? Tính nồng độ NO3- lại nước cân c) Tính khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn cặp NO3-/NO2- pH = 14 25oC Cho biết số liệu sau 25oC: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94V; Eo(HNO2/NO) = 0,98V; Eo(Cd2+/Cd) = -0,40V; Ka(HNO2) = 5.10-4; Ks(Cd(OH)2) = 1,2.10-14 GVHD Hoàng Quang Bắc 70 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bài 52: [15] Có thể hoà tan hoàn toàn 100mg bạc kim loại 100ml dung dịch amoniac nồng độ 0,1M tiếp xúc với không khí không? Cho biết nguyên tử khối Ag = 107,88; số điện li bazơ amoniac Kb = 1,74.10-5; số bền phức [Ag(NH3)i]+ tương ứng là: lg1 = 3,32 (i = 1) lg2 = 6,23(i = 2) Các khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn 25oC: Eo(Ag+/Ag) = 0,799V; Eo(O2/OH-) = 0,401V Áp suất riêng phần oxy không khí 0,2095atm Phản ứng thực 25oC Bài 53: [16] Cho sơ đồ chuyển hóa sau: NO3- E =0,773V NO2(k) E =1,108V HNO2 (*) NO E =0,995V E0 khử tiêu chuẩn a) Viết phương trình phản ứng (trong môi trường axit) cho phản ứng (*) b) Tính khử tiêu chuẩn cho phản ứng (*) Bài 54: [7] Cho biết số liệu sau 250C : E0(Au+/Au) =1,7V; E0(O2/OH-)= 0,404V Hằng số điện li tổng ion phức [Au(CN)2]- = 7,04.10-40 Chứng minh có mặt ion CN- dung dịch kiềm E0 ([Au(CN)2]-/Au) 1,33V phản ứng không xảy c) E0(S/ H2S)= 0,14V< 1,33V phản ứng xảy ra: Cr2O72-(aq) + 8H+(aq) + H2S → 2Cr3+(aq) + 3S + 7H2O(l) d) E0(MnO4-/Mn2+)= 1,51 > 1,33V phản ứng không xảy e) E0(NO3-/ HNO2) = 0,935V phản ứng xảy ra: Cr2O72-(aq) + H+(aq) + 3HNO2 → 2Cr3+(aq) + 3NO-3 + 4H2O Bài 21: a) KClO3 + 6HCl  KCl + 3Cl2 + 3H2O b) 3KClO3 + 3H2SO4 đặc  3KHSO4 + HClO4 + 2ClO2 + H2O c) 2KClO3 + H2SO4 loãng  K2SO4 + 2HClO3 d) 2KClO3 + H2SO4 + H2C2O4  K2SO4 + 2ClO2 +2CO2 + 2H2O e) 2KClO3 + K2S2O8  2K2SO4 + O2 + 2ClO2 f) 2KClO3 + H2C2O4  K2CO3 + CO2 + 2ClO2 + H2O Bài 22: -2 -2 O –H -2 +2 +2 O -2 1 H – O – N– N – O – H +7 -2 F – O – Cl = O -2 O–H GVHD Hoàng Quang Bắc O 76 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 1 1 H– O - O 2 +5 H- O 2 O P= O S+4 O-2 2 H- O Câu 23: a) Zn không tan nước điện cực Zn thấp điện cực hidro môi trường trung tính: bề mặt Zn có lớp oxit không tan nước nên Zn không tan nước b) Zn tác dụng với HCl: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ Phản ứng tạo bọt khí bám vào bề mặt Zn gây tượng phân cực pin, làm điện áp pin giảm, nên phản ứng dần Muốn phản ứng xảy nhanh cần thêm vài giọt CuSO4: Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4 Từng hạt Cu bám vào Zn, hình thành hệ Gavani Cu – Zn, pin hoạt động khí hidro thoát nhiều Bài 24: Ta dựa vào điện cực E0(Cr3+/Cr2+ ) = -0,41 < E0(H+/H2) =0 ΔE > → ΔG0 < → Phản ứng xảy theo chiều thuận Các hợp khử chất Cr2+ có tính khử mạnh Bài 25: [6] a) K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4(loãng) → Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O b) 3K2Cr2O7 + 8Al+21H2SO4(loãng) → 6Cr(SO4) +4 Al2(SO4)2 + 3K2SO4 +21H2O c) 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3 d) AlF3 + 3HF → H3[AlF6] GVHD Hoàng Quang Bắc 77 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp e) 2Na3AlF6 + 6H2SO4(đặc,nóng) → Al2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 12HF f) 2Cr2(SO4)3 + KMnO4 +16KOH → 2K2CrO4 +6 K2MnO4 + K2SO4 +8H2O h) Mn(OH)2 + Br2 → MnO2 ↓ + 2HBr Bài 26: Trong nguyên tử halogen có electron không ghép đôi, nên trừ flo, chúng có khả tạo mức oxi hóa + chúng liên kết với nguyên tố khác có độ âm điện mạnh (ví dụ với oxi) Nguyên tử clo (hoặc brom, iod) có obitan chưa lấp đầy, xảy trình kích thích electron sau:   s  s   p  s    d  s  d  s  d   d     p  p  p  p    s  p d     d Kết tạo ba, năm, bảy electron không ghép đôi ứng với trạng thái hóa trị 3, 5, halogen Quá trình kích thích xảy ảnh hưởng nguyên tử có độ âm điện mạnh Lớp flo obitan d, muốn tạo trạng thái hóa trị lớn flo phải kích thích electron từ obitan 2p sang lớp thứ ba, nguyên tố có độ âm điện mạnh flo để cung cấp lượng đủ để thực trình kích thích trên, với flo xuất mức oxi hóa dương có hóa trị Bài 27: a) ΔG G0Al O pu =  m ΔG0tt(sp) GVHD Hoàng Quang Bắc 78 - ΔG0tt(thamgia) SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Mà Δcó giá trị âm o với ΔG0tt oxit Fe2O3, MnO2, Cr2O3 Xảy phản ứng: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe ΔG0pu K lớn nên phản ứng xảy hoàn toàn [SO2-4 ] = [Fe2+] =0,05M Từ thay nồng độ [SO2-4 ] =0,05M vào (6) tính E =1,613V Bài 50: [7] a) 1.(1,74-0,77) 0,059 K= 10 =1016,44 >> b) K lớn coi phản ứng xảy hoàn toàn theo chiều thuận E td = E 0Ce 4+ +E 0Fe 3+ Ce3+ GVHD Hoàng Quang Bắc Fe2+ = 0,77+1,74 =1,225V 80 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Bài 51: [15] NO3- + 3H+ + 2e  HNO2 + H2O; a) Eo = 0,94V HNO2 + H+ + e  NO + H2O; Eo = 0,98V Ở pH = Eo(HNO2/NO) > Eo(NO3-/HNO2) nên HNO2 bị phân hủy theo 3HNO2  NO3- + 2NO + H+ + H2O phản ứng: Ở pH = thì: Eo(NO3-/HNO2) = 0,94 + 0,059/2(lg10-6)3 = 0,409V Eo(HNO2/NO) = 0,98 + 0,059lg10-6 = 0,626V Ở pH = Eo(HNO2/NO) >Eo(NO3-/HNO2) nên HNO2 không bền b) Cd + NO3- + H2O ⇌ Cd2++ NO2- + 2OH- Giả thiết phản ứng hoàn toàn [Cd2+] = [NO3-]bđ = 10-2M Ở pH = [Cd2+] = Ks/[OH-]2 = 1,2M Nồng độ Cd2+ sau phản ứng nhỏ nhiều so với 1,2M nên kết tủa Cd(OH)2 Để tính [NO3-] cân cân tính số cân K phản ứng K trên: Cd + NO3- + H2O + 3H+  Cd2+ + NO2- + 2OH- + 3H+ K1 ↑ K1 ↑ K Cd2+ + HNO2 + 2H2O  Cd2+ + H+ + NO2- + 2H2O K = K1.K2.K3 lg K1  2(0,94  0,40)  45,42  K1  2,65.10 45 0,059 K  2,65.10 45.5.10 4.(10 14 )  1,325.1014 Hằng số K lớn nên phản ứng gần hoàn toàn Ở pH = ta có: NO3- + Cd + [] (10-2 – x) =  H2O ⇌ Cd2+ + NO2- x = 10-2x = 10-2 + 2OH10-7 Như ta có: GVHD Hoàng Quang Bắc 81 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 1,325.10  14 c) 10 2.10 2.(10 7 ) lgK1 =   2(EoNO /NO +0,40)     NO3  7,55.10 33 M  EoNO /NO =0,017V 0,059 Bài 52: [15] NAg = 0,100 : 107,88 = 9,27.10-4mol Số mol cực đại NH3 cần để tạo phức là: 9,27.10-4 = 1,854.10-3M nghĩa nhỏ nhiều so với số mol NH3 có dung dịch (10-2M) Vậy NH3 dư để hoà tan lượng Ag xảy phản ứng Chúng ta kiểm tra khả hoà tan theo quan điểm điện hóa nhiệt động: Ag+ + e  Ag E1 = Eo1 + 0,059lg[Ag+] O2 + 4e + H2O  4OH - E2  E2o  PO2 0,059 lg OH    Khi cân E1 = E2 Trong dung dịch NH3 = 0,1M (lượng NH3 phản ứng không đáng kể) ta có: [OH-] = (Kb.C)1/2 = 1,32.10-3M  E2 = 0,5607V Vì E2 = E1 nên từ tính toán ta suy [Ag+] = 9,12.10-5M Nồng độ tổng cộng Ag+ dung dịch: [Ag+]o= [Ag+] + [Ag(NH3)+] + [Ag(NH3)2+] = [Ag+](1 + 1[NH3] + 12[NH3]2) = 15,5M Giá trị lớn nhiều so với lượng Ag dùng cho phản ứng Vì điều kiện điện hóa nhiệt động thuận lợi cho việc hoà tan 0,100g Ag Bài 53: NO3- + H+ + 1e  NO2 + H2O; Eo = 0,773V NO2 + H+ + e → HNO2 E0 = 1,108V HNO2 + H+ + e  NO + H2O E0 = ? GVHD Hoàng Quang Bắc 82 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp NO-3 + H+ + e → NO + H2O E 0NO E NO = NO +E 0NO NO2 +E0HNO HNO2 E0 = 0,995V NO E0(HNO2 / NO) = 1,104V Bài 54: E0 ([Au(CN)2]-/Au)≃ 0,61V< E0(O2/OH-)= 0,404V Bài 55 : Từ giản đồ ta thấy tiểu phân không bền với dị phân MnO2-4, Mn3+ Ngoài Mn không bền nên môi trường axit nên ta không cần xét tới chúng Do giản đồ cần xét đơn giản sau: 1,7 1,23 MnO-4   MnO2   Mn 2+ a) Sản phẩm phản ứng Mn2+ + Fe3+ Trong trường hợp dư MnO-4 MnO-4 phản ứng với Mn2+ sản phẩm phản ứng MnO2 + Fe3+ b) Sản phẩm phản ứng: Sn4+ + Fe2+ (ở điều kiện thường hợp chất Sn4+ bền) Nếu dư Sn sản phẩm : Sn2+ GVHD Hoàng Quang Bắc 83 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa [...]... lượng H2 bị HNO3 oxi hóa tăng lên vì lượng H2 bay ra càng ít  Qua ví dụ trên ta thấy, sản phẩm của một phản ứng hóa học chẳng những được quyết định bởi các yếu tố nhiệt động học mà còn chịu tác động của những yếu tố động học GVHD Hoàng Quang Bắc 32 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Các dạng bài: + Hoàn thành... -0,70V, ở điểm tương ứng với số oxi hóa -2 thì nE0 = -2,46V Vậy sự chênh lệch đó là -1,76V Sự thay đổi số oxi hóa từ H2O2 đến H2O là -1 Do đó E0 đối với cặp H2O2/ H2O là (-1,76)/(-1) = 1,76V là phù hợp với giản đồ Latimer nE0 (V) 1 0 (-1; -0,70) -1 -2 (-2;-2,46) Số OXH -2 -1 0 Hình 1.3.5 Giản đồ Frost với oxi trong dung dịch axit 1.4 Cơ chế phản ứng oxi hóa - khử [3] Các phản ứng oxi hoá - khử có thể xảy... electron được truyền theo các con đường hầm  Đối với các phản ứng ở đó có sự chuyển 2 electron thì buộc phải chấp nhận cơ chế chuyển nguyên tử bởi vì theo nguyên lý Frank - Condon thì sự chuyển trực tiếp 2 electron rất khó có khả năng xảy ra 1.5 Tính cân bằng trong dung dịch phản ứng oxi hóa - khử [4] Xét phản ứng oxi hóa – khử gồm hai cặp oxi hóa – khử ở dạng tổng quát: Ox1 + n1e Ox2 + n2e Kh1 Kh2 E1... mô tả sự phụ thuộc của thế khử của một cặp oxi GVHD Hoàng Quang Bắc 14 SV Phạm Thị Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp hóa - khử vào nồng độ của dạng oxi hóa và dạng khử của nó E0 là thế khử tiêu chuẩn của cặp Đối với các cặp kiểu: Mn+ + ne → M Ở đây M là kim loại, Mn+ ion kim loại tương ứng, dạng khử là các kim loại ở thể rắn, nồng độ dạng khử chỉ phụ thuộc vào số nguyên... TẬP ĐỊNH TÍNH Các dạng bài: + Hoàn thành các PTHH, cân bằng các phản ứng oxi hóa khử + Vận dụng lý thuyết đã học để giải thích, viết phương trình, dự đoán sản phẩm, dự đoán hiện tượng, dựa vào thế điện cực để dự đoán khả năng phản ứng của các chất Bài 1: [10] Hoàn thành phương trình phản ứng Cho biết các cặp oxi hoá - khử liên quan đến phản ứng và so sánh các giá trị Eo của chúng a) Zn[Hg(SCN)4] + IO3-... dạng oxi hóa và dạng khử tham gia phản ứng Trong nhiều trường hợp các ion H+ và OHcũng tham gia phản ứng hay được tạo thành như là sản phẩm của phản ứng Chú ý: Trong mọi trường hợp khi mà nồng độ của các chất bị sai lệch đi so với điều kiện chuẩn thì giá trị của thế điện cực và sức điện động của pin đều bị thay đổi Điều đó có thể làm thay đổi chiều hướng hoặc mức độ diễn biến của phản ứng oxi hóa – khử. .. theo sự thay đổi chiều hướng và mức độ phản ứng oxi hóa – khử Nếu cả hai dạng oxi hóa và dạng khử đều có khả năng tạo phức với cùng một thuốc thử thì nồng độ của chúng sẽ thay đổi khác nhau tùy theo độ bền của phức tạo thành Thông thường dạng oxi hóa có khả năng tạo phức mạnh hơn dạng khử, do đó sự tạo phức sẽ làm giảm nồng độ của dạng oxi hóa nhiều hơn nồng độ dạng khử và thế điện cực khi có chất tạo... với phản ứng oxi hóa khử ở trạng thái chuẩn, giữa ΔG0 và E0pin có liên quan với nhau bởi phương trình: Năng lượng tự do Gip: ΔG0 = -nFE0 n là số electron trao đổi F là hằng số Faraday F = 96500(Culong/mol) F = 96500(J/mol.V ) (do 1C= 1J/V) Khi phản ứng tự diễn biến đã làm phát sinh suất điện động của pin, quá trình oxi hóa - khử xảy ra ở hai điện cực thì thế của chúng khác nhau E 0phản ứng >0 E 0phản ứng= ... có khả năng khử MnO-4 Do vậy phản ứng xảy ra tạo hỗn hợp sản phẩm → IO-3 + 2MnO2 + H2O I- + 2MnO4- + 2H+ 3I- + 8MnO4- +11H+ +2 H2O → 3H5IO6 +8MnO2 1.3.5 Giản đồ Frost [3] Là đường biểu diễn sự phụ thuộc của giá trị nE0 của cặp X(N)/X(0) vào số oxi hóa N của nó ( n là số e thay đổi từ số oxi hóa 0 đến số oxi hóa N) Đường nối 2 điểm càng dốc thì thế của cặp tương ứng càng cao Khả năng phản ứng giữa hai... Hiền K35B – Hóa Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp Ta có thể dự đoán rằng đối với HNO3 đặc, sản phẩm chủ yếu của phản ứng là NH3, trong môi trường axit là NH4+ ( vì thế của bán phản ứng phụ thuộc vào [H+]10, khi tăng nồng độ của H+ thì thế tăng lên nhanh chóng) còn đối với loãng sản phẩm chủ yếu là NO2 ( thế của bán phản ứng chỉ phụ thuộc vào [H+]2) Trên thực tế, phản ứng lại diễn ... dạy học tích cực để phát triển lực tư duy, sáng tạo, độc lập người học Mục đích nghiên cứu  Hệ thống hóa kiến thức phản ứng oxi hóa – khử bậc đại học  Hệ thống tập tự luận hóa vô bậc đại học phản. .. gồm phản ứng nguyên tố tham gia có thay đổi số oxi hóa Phản ứng gọi phản ứng oxi hóa - khử phản ứng quan trọng Để có sở hiểu chất phản ứng oxi hóa – khử trước hết cần có khái niệm số oxi hóa. .. sau phản ứng  Quá trình khử ( khử) : trình nhận electron  Quá trình oxi hóa ( oxi hóa) : trình nhường electron  Phản ứng oxi hóa - khử phản ứng hóa học có chuyển electron chất phản ứng; hay phản