CHUYÊN ĐỀ 3 PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

CHUYÊN ĐỀ 3  PHẢN ỨNG HOÁ HỌC

I. LÍ THUYẾT

1. Phản ứng hoá hoc

Phản ứng hoá học là quá trình chuyển đổi vật chất, các liên kết hoá học trong chất phản ứng thay đổi và tạo ra chất mới (sản phẩm). Quá trình này luôn kèm theo một sự thay đổi năng lượng (tuân theo định luật bảo toàn năng lượng).

Phản ứng hoá học kết thúc khi có sự cân bằng hoá học hay các chất phản ứng đã được chuyển đổi hoàn toàn. Thông thường phản ứng hoá học liên quan đến việc di chuyển của electron trong việc tạo thành hoặc phá vỡ các liên kết hoá học.

2. Tốc đô phản ứng hóa học và cân bằng

a) Tốc độ phản ứng hoá học (v)

- Tốc độ phản ứng hoá học là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất

tham gia phản ứng hay sản phẩm trong một đơn vị thời gian.

- Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hoá học :

+ Ảnh hưởng của nồng độ : Khi tăng nồng độ các chất tham gia phản ứng, tốc độ phản ứng tăng, ở nhiệt độ không đổi

phan-ung-hoa-hoc

Trong đó: (k là hằng số, [A] và [B] nồng độ các chất tham gia).

  • Ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất : Khi tăng nhiệt độ hay áp suất thì tốc độ phản ứng tăng. Vì khi nhiệt độ tăng, các phân tử chất dao động mạnh hơn, áp suất càng lớn thì khoảng cách giữa các phân tử khí càng nhỏ nên sự va chạm để xảy ra phản ứng hoá học dễ hơn, do đó phản ứng xảy ra nhanh hơn.
  • Ánh hưởng của diện tích tiếp xúc : Khi tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.
  • Ảnh hưởng của chất xúc tác : Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng. (Chất làm giảm tốc độ phản ứng là chất ức chế phản ứng).

b) Cân bằng hoá học

- Cân bằng hoá học là trạng thái trong một hệ phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

- Đặc điểm : Cân bằng hoá học là cân bằng động. Tại thời điểm hệ phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng thì phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn diễn ra với tốc độ bằng nhau.

phan-ung-hoa-hoc
phan-ung-hoa-hoc

Hằng số cân bằng của phản ứng chỉ phụ thuộc nhiệt độ. Nồng độ chất rắn được coi là hằng số và không có mặt ở biểu thức cân bằng.

c) Chuyển dịch cân bằng hoá học

Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Satơlie : Khi thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì trạng thái cân bằng cũ sẽ chuyển dịch sang trạng thái cân bằng mới theo chiều hướng chống lại sự thay đổi của các yếu tố đó.

3. Phân loại phản ứng hoá hoc

Phản ứng hoá học có thể chia làm hai loại : Phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá hay phản ứng oxi hoá - khử và phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá như phản ứng hoá hợp, phản ứng trao đổi (phản ứng trung hoà là trường hợp riêng của phản ứng trao đổi).

4. Phương pháp cân bằng phương trình hoá hoc của phản ứng

Có rất nhiều phương pháp cân bằng phương trình hoá học của phản ứng, tùy theo phản ứng là đơn giản hay phức tạp mà lựa chọn phương pháp phù hợp.

Với phản ứng oxi hoá - khử có thể dùng phương pháp cân bằng electron, dựa trên nguyên tắc số electron do chất khử nhường bằng số electron do chất oxi hoá nhận. Việc cân bằng phản ứng oxi hoá - khử trải qua ba bước sau :

Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hoá.

Bước 2. Lập thăng bằng electron.

Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Ví dụ : Cân bằng phương trình hoá học sau :

KMnO4 + K2SO3 + H20 -> K2SO4 + MnO2 + KOH

phan-ung-hoa-hoc

Phương trình ion :

phan-ung-hoa-hoc

Phương trình phân tử

2KMNO4+ 3K2SO3 + H2O -> 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

5.Phản ứng trao đổi

Phản ứng trao đổi là một loại phản ứng hoá học, trong đó các chất trao đổi cho nhau thành phần cấu tạo của nó và tạo nên những chất mới.

Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi : Sản phẩm tạo thành có chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu.

Chất điện li là những chất khi tan trong nước phân li ra ion. Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion. Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước, chỉ có một phần số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại ở dạng phân tử. Để đánh giá khả năng phân li người ta dùng độ điện li (số phân tử phân li ra ion trên tổng số phân tử hoà tan, kí hiệu a) và hằng sô'điện li.

Khi phản ứng trao đổi ion xảy ra, nếu sản phẩm có chất kết tủa, chất khí thì những chất này sẽ tách ra khỏi dung dịch và khối lượng dung dịch giảm.

Phương trình ion rút gọn : Chất điện li mạnh viết dưới dạng ion, chất không tan, bay hơi hay điện li yếu viết dưới dạng phân tử.

Do đó, muốn viết được phương trình ion thu gọn cần nắm được bảng tính tan, tính bay hơi, điện li yếu của các chất.

Một số phản ứng trao đổi quan trọng :

- Phản ứng trung hoà : Một hay hỗn hợp axit phản ứng với một hay hỗn hợp bazơ đều có cùng một phương trình ion rút gọn :

H+ + OH- -> H2O

+ Nếu nH+ > nOH-, dung dịch thu đươc sau phản ứng có môi trường axit (làm quỳ tím chuyển màu đỏ).

+ Nếu nH+ = nOH-,dungdịch thu được sau phản ứng có môi trường trung tính.

+ Nếu nH+ > nOH- , dung dịch thu được sau phản ứng có môi trường bazơ (làm quỳ tím chuyển màu xanh và phenplphtalein chuyển màu hồng).

-Phản ứng của axit với muối cacbonat:

+ Nếu cho từ từ muối vào axit:

+ Nếu cho từ từ axit vào muối :

HCO3- + H+ ̶̶ > H20 + C02

-Phản ứng của kiềm với oxit axit:

+ Nếu dư bazơ, sản phẩm thu được chỉ có muối trung hoà.

+ Nếu dư oxit axit thì sản phẩm thu được chỉ có muối axit.

+ Nếu thu được cả hai muối thì bazơ và oxit axit đều hết.

6.Phản ứng oxi hóa - khử

- Chất khử hay chất bị oxi hoá là chất nhường electron. Quá trình nhường electron là quá trình oxi hoá. Số oxi hoá của chất nhường electron sẽ tăng lên sau khi nhường.

Quá trình oxi hoá M :

Chất oxi hoá hay chất bị khử là chất nhận electron. Quá trình nhận electron là quá trình khử. Số oxi hoá của chất nhận electron sẽ giảm đi sau khi nhận.

Quá trình khử N :

- Một số chất oxi hoá - khử thông dụng :

+ Ion NO3- trong môi trường axit (hay HNO3): Là chất oxi hoá mạnh.

Sản phẩm khử của NO3- ứng với số oxi hoá thấp của N có thể là :

NO2 : Khí có màu nâu đỏ ;

NO : Khí không màu, hoá nâu trong không khí;

N2O : Khí không màu, nặng hơn không khí;

N2 : Khí không màu, nhẹ hơn không khí;

NH4NO3 : Không có khí thoát ra, dung dịch thu được sau phản ứng cho tác dụng với kiềm dư thì thu được khí mùi khai làm quỳ tím ẩm chuyển màu xanh.

Sản phẩm khử phụ thuộc vào : Bản chất chất khử (chất khử càng mạnh, N+5 bị khử xuống mức oxi hoá càng thấp) ; nồng độ chất phản ứng (loãng tạo ra NO, đặc tạo ra NO2) ; nhiệt độ phản ứng (nhiệt độ cao tính oxi hoá càng mạnh, tạo NO2).

Al, Fe, Cr bị thụ động trong HNO3 đặc, nguội. Khi HNO3 tác dụng với chất

khử là phi kim thì phản ứng cần đun nóng.

+ H2SO4 đặc : Là chất oxi hoá mạnh.

Sản phẩm khử của SO2(4-) ứng với số oxi hoá thấp của S có thể là :

SO2 : Khí mùi hắc, sốc, làm mất màu dung dịch brom ;

S : Chất rắn, màu vàng ;

H2S : Khí mùi trứng thối ;

muối S2- : không có khí thoát ra.

Sản phẩm khử cũng phụ thuộc vào bản chất chất khử, nồng độ và nhiệt độ phản ứng.

+ MnO4-, CrO2(-4), CrO2(-7) : Tính oxi hoá phụ thuộc môi trường (axit, bazơ hay trung tính).

+ Ozon, hiđro peoxit, halogen : Có tính oxi hoá mạnh.

Phản ứng xảy ra theo chiều chất oxi hoá mạnh tác dụng với chất khử mạnh tạo

ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn (quy tắc a).

Một chất chứa nguyên tố ở trạng thái có số oxi hoá cao nhất thì có xu hướng nhận e thể hiện tính oxi hoá. Một chất chứa nguyên tố ở trạng thái có số oxi hoá thấp nhất có xu hướng nhường e thể hiện tính khử. Khi chứa nguyên tố ở trạng thái số oxi hoá trung gian thì vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá.

Trong hệ phản ứng oxi hoá - khử, tổng số mol e nhường bằng tổng số mol e nhận (định luật bảo toàn điện tích).

Post Comment