Chương 3: oxy hóa khử

1. Hoaù voâ cô
• PHAÛN ÖÙNG
• OXY HOÙA –
KHÖÛ

2. PH N NG OXY HÓA – KHẢ Ứ Ử
I. M T S KHÁI NI M V PH N NG OXY HÓA – KHỘ Ố Ệ Ề Ả Ứ Ử
II. CÁC Y U T NH H NG Đ N TÍNH OXY HÓA, KHẾ Ố Ả ƯỞ Ế Ử
III. ĐÁNH GIÁ KH NĂNG THAM GIA PH N NG OXY HẢ Ả Ứ
IV. S N Đ NH C A CÁC CH T OXY HÓA VÀ KHỰ Ổ Ị Ủ Ấ Ử
TRONG MÔI TR NG N CƯỜ ƯỚ

3. I. M T S KHÁI NI M C B NỘ Ố Ệ Ơ Ả
1. Đ nh nghĩa ph n ng oxy hóa – khị ả ứ ử
2. C p oxi hóa - kh liên h pặ ử ợ
a. Đ nh nghĩaị
b. S t ng đ ng gi a ph n ng oxy hóa - kh và ph n ng aự ươ ồ ữ ả ứ ử ả ứ
3. Cân b ng ph n ng oxy hóa – khằ ả ứ ử
4. P. ng OXH – K và quá trình đi n c cứ ệ ự
a. Ph n ng đi n hóaả ứ ệ
b. Ph n ng đi n c c và ph ng trình Nerntsả ứ ệ ự ươ

4. PHAÛN ÖÙNG OXY HOÙA
- KHÖÛ
• Ñònh nghóa: Phaûn öùng oxy hoùa -
khöû laø phaûn öùng trong ñoù coù söï
chuyeån vaän electron töø chaát khöû
sang chaát oxy hoùa daãn ñeán laøm thay
ñoåi soá oxy hoùa cuûa caùc nguyeân toá
ñoùng vai troø chaát oxy hoùa vaø chaát
khöû.

5. a. Đ nh nghĩaị
• Ch t oxy hóa - nh n e. Ch t kh - cho eấ ậ ấ ử
+ne
aOXH1 + bKh2 cKh⇌ 1 + dOXH2 (1)
-ne
• Quá trình kh :ử aOXH1 + ne cKh⇌ 1
Quá trình oxy hóa: bKh2 – ne dOXH⇌ 2
• Các ch t oxy hóa và kh trong m i bán ph n ngấ ử ỗ ả ứ
t o thành m t c p OXH - K liên h p.ạ ộ ặ ợ
• Ph n ng (1) có h ng s cân b ng:ả ứ ằ ố ằ
ba
dc
cb
KhOXH
OXHKh
K
][][
][][
21
21
=

6. b. S t ng đ ng gi a ph n ng oxyự ươ ồ ữ ả ứ
hóa - kh và ph n ng axit – bazử ả ứ
• Ph n ng axit – baz:ả ứ
- nH+
aAx1 + bBaz2 cBaz⇌ 1 + dAx2
+ nH+
• Ph n ng oxy hóa - kh :ả ứ ử
+ne
aOXH1 + bKh2 cKh⇌ 1 + dOXH2
-ne
0
/ KhOXHϕ
Ka, Kb

7. a. Ph n ng đi n hóaả ứ ệ
• P OXH – K: Ch t kh - e tr c ti p cho ch t OXH.ư ấ ử ự ế ấ
• P đi n hóa: các ch t OXH và kh trao đ i electronư ệ ấ ử ổ
v i các đi n c c t ng ng.ớ ệ ự ươ ứ
• 1 p OXH – Kư ⇌ 1 quá trình đi n c cệ ự
• P OXH – Kư thu nậ ⇌ qt trong ngt Ganvố :
 quá trình t di n raự ễ ,
 hóa năng → đi n năng.ệ
 E = φ+ - φ-.
• P OXH –ư K ngh chị ⇌ qt trong bình đi n phânệ :
 qt c ng b cưỡ ứ
 đi n năngệ → hóa năng.
 Engoai> - EGanv.

8. b. Ph n ng đi n c c và pt Nernstả ứ ệ ự
• Ph ng trình Nernst:ươ
• Quy cướ v d u c a φ (theo châu M ): nói lên KNề ấ ủ ỹ
x y ra c a qt đi n c c. ∆G = - nFEả ủ ệ ự
• Ph n ng đ c xét là ph n ng kh .ả ứ ượ ả ứ ử
• N u qt kh x y ra trên đi n c c: φ > 0.ế ử ả ệ ự
N u qt kh không x y ra trên đi n c c): φ < 0.ế ử ả ệ ự
• Ví d :ụ Zn2+
+ 2e → Zn φ0
= -0.763V
Cu2+
+ 2e → Cu φ0
= +0.337V
• φ↑: tính OXH ↑; tính khử ↓
Kh
OXH
nF
RT
ln0
+= ϕϕ
Kh
OXH
n
lg
059.00
+= ϕϕ

9. • Trong moät phaûn öùng oxy hoùa- khöû
luoân coù hai quaù trình:
• Quaù trình nhaän electron – quaù trình khöû
• Ox1 + e → Kh1 ( S +2e → S2-
)
• Chaát nhaän electron laø chaát oxy hoùa
• Quaù trình nhöôøng electron – quaù trình oxy hoùa
• Kh2 – e → Ox2 ( Fe –2e → Fe2+
)
• Chaát nhöôøng electron laø chaát khöû
• Keát hôïp hai quaù trình ñöôïc phaûn öùng oxy
hoùa - khöû:
• Ox1 + Kh2 = Ox2 + Kh1 ( S + Fe → FeS )
• Caëp oxy hoùa – khöû lieân hôïp
• S/S2-
vaø Fe2+
/Fe trong thí duï treân laø caùc caëp oxy hoùa -

10. Nhaéc laïi: Caân baèng phaûn
öùng O – K
• Nguyeân taéc 1:
− Toång soá electron cho cuûa chaát khöû
phaûi baèng toång soá electron chaát oxy
hoùa nhaän vaøo.
• Caùc böôùc tieán haønh caân baèng.
− Böôùc 1: Xaùc ñònh söï thay ñoåi soá oxy
hoùa cuûa caùc chaát.
− Böôùc 2: Laäp phöông trình electron –
ion, vôùi heä soá sao cho ñuùng qui taéc
treân.
− Böôùc 3: Thieát laäp phöông trình ion

11. Cân b ng ph n ng OXH – Kằ ả ứ (b quaỏ )
Môi trườngMôi trường Lấy [O] từ MTLấy [O] từ MT Đẩy [O] ra MTĐẩy [O] ra MT
Axit (HAxit (H++
, H, H22O)O) HH22OO →→ [O] + 2H[O] + 2H++
[O] + 2H[O] + 2H++
→→ HH22OO
Trung tính(HTrung tính(H22O)O) HH22OO →→ [O] + 2H[O] + 2H++
[O] + H[O] + H22OO →→ 2OH2OH--
Baz (OHBaz (OH--
, H, H22O)O) 2OH2OH--
→→ [O] + H[O] + H22OO [O] + H[O] + H22OO →→ 2OH2OH--

12. • Ví duï:
Al + CuSO4 → Al2(SO4)3 + Cu
Al -3e → Al+3
Cu+2
+ 2e → Cu
• _______________________
∀ →2Al + 3Cu+2
= 2Al+3
+ 3Cu
• 2Al + 3CuSO4 → 2Al2(SO4)3 + 3Cu
X2
X3

13. • Nguyeân taéc 2:
− Ñoái vôùi phaûn öùng O – K xaûy ra trong
moâi tröôøng acid neáu daïng Ox cuûa
chaát Ox coù chöùa nhieàu nguyeân töû
Oxy hôn daïng khöû cuûa noù thì phaûi
theâm H+
vaøo veá traùi (daïng Ox) vaø
theâm nöôùc vaøo veá phaûi (daïng khöû).
− Neáu daïng khöû cuûa chaát Kh chöùa ít
nguyeân töû Oxy hôn daïng Ox cuûa noù
thì theâm nöôùc vaøo veá traùi (daïng Kh)
vaø H+
vaøo veá phaûi (daïng Ox).
Thieáu O beân naøo, theâm H2O beân

14. • Ví duï:
OHSOKKNOMnSOSOHKNOKMnO 242344224 +++→++
−−
+−
→−
→+
32
2
4
2
5
NOeNO
MneMnO
OHMnHeMnO 2
2
4 485 +→++ ++−
+−−
+→+− HNOOHeNO 22 322
OHSOKKNOMnSOSOHKNOKMnO
OHNOMnHNOMnO
242344224
2324
352352
352652
+++=++⇒
++=++ −++−
X2
X5

15. • Nguyeân taéc 3:
− Phaûn öùng O – K xaûy ra trong moâi
tröôøng base, neáu daïng Ox cuûa chaát
Ox chöùa nhieàu Oxy hôn daïng khöû
thì phaûi theâm nöôùc vaøo veá traùi,
OH-
vaøo veá phaûi.
− Neáu daïng Kh cuûa chaát Kh chöùa ít
Oxy hôn daïng Ox cuûa noù thì phaûi
theâm OH-
vaøo veá traùi, nöôùc vaøo
veá phaûi.
Thieáu O beân naøo theâm OH-
beân

16. • Ví duï:
X1
X2
OHKClCrOKKOHCrClKClO 24233 ++→++ −
−−−
+=++ OHClOHeClO 636 23
OHCrOOHeCr 2
2
4
3
483 +=+− −−+
OHCrOClOHCrClO 2
2
4
3
3 52102 ++=++ −−−+−
OHCrOKKClKOHCrClKClO 24233 527102 ++=++

17. • Nguyeân taéc 4:
− Phaûn öùng O-K trong moâi tröôøng
trung tính. Neáu daïng Ox cuûa chaát
Ox chöùa nhieàu nguyeân töû Oxy hôn
daïng Kh cuûa noù thì phaûi theâm
nöôùc vaøo veá traùi, OH-
vaøo veá
phaûi.
− Neáu daïng Kh cuûa chaát Kh chöùa ít
nguyeân töû Oxy hôn daïng Ox cuûa
noù thì phaûi theâm nöôc vaøo veá
traùi, H+
vaøo veá phaûi.

18. • Ví duï:
X2
X3
KOHKNOMnOOHKNOKMnO ++→++ 32224
−−
+=++ OHMnOOHeMnO 423 224
+−−
+=+− HNOOHeNO 22 322
+−−−−
+++=++ HOHNOMnOOHNOMnO 6832732 32224
−−−−
++=++ OHNOMnOOHNOMnO 23232 32224
KOHKNOMnOOHKNOKMnO 23232 32224 ++=++⇒

19. III. Đánh giá kh năng tham gia ph nả ả
ng oxy hóa – kh c a các ch tứ ử ủ ấ
1. S d ng các hàm nhi t đ ng hóa h cử ụ ệ ộ ọ
2. Th kh và ph ng trình Nernstế ử ươ
3. Gi n đ Latimerả ồ
4. Gi n đ Frostả ồ

20. II. CAÙC YEÁU TOÁ AÛNH HÖÔÛNG
ÑEÁN TÍNH OXY HOÙA - KHÖÛ
CUÛA CAÙC CHAÁT
• Khaû naêng oxy hoùa – khöû cuûa chaát phuï
thuoäc caùc yeáu toá sau:
• 1- Ñaëc ñieåm caáu taïo lôùp voû electron vaø
traïng thaùi oxy hoùa cuûa nguyeân töû. Theå
hieän qua caáu taïo baûng heä thoáng tuaàn
hoaøn
• 2- Ñoä beàn vöõng cuûa chaát.
• 3- Moâi tröôøng tieán haønh phaûn öùng.

21. M t s quy t c xác đ nh sộ ố ắ ị ố
oxi hóa b n c a nguyên tề ủ ố
a. S oxi hoá khôngố
b. Các nguyên t h số ọ
c. Các nguyên t h pố ọ
d. Các nguyên t h dố ọ
e. Các nguyên t h fố ọ
f. Quy t c chungắ

22. a. S oxi hóa khôngố
• Kim lo i m nh và phi kim m nh có m c oxi hóaạ ạ ạ ứ
không kém b nề
• Kim lo i càng y u, phi kim càng y u: m c oxiạ ế ế ứ
hóa không càng b n.ề
• Các nguyên t l ng tính đ u có m c oxi hóaố ưỡ ề ứ
không b nề

23. b. Các nguyên t h số ọ
• Các nguyên t h s ch có m t s oxi hóa d ngố ọ ỉ ộ ố ươ
b n v ng trùng v i s th t c a phân nhóm.ề ữ ớ ố ứ ự ủ
• Ví duï: Na(IA) coù soá oxy hoùa beàn +1;
Ca(IIA) coù soá oxy hoùa beàn +2
• Riêng H có hai s oxi hóa +1 và -1 nh ng s oxiố ư ố
hóa +1 là b n v ng h n h n s oxi hóa -1.ề ữ ơ ẳ ố

24. c. Các nguyên t h pố ọ
• Quy t c ch n l c a Mendeleev.ắ ẵ ẻ ủ
• Các m c oxi hóa có c u hình bão hòa m t l pứ ấ ộ ớ
(ns2
np6
) ho c m t phân l p (nsặ ộ ớ 2
) b n h n h n.ề ơ ẳ
• Trong m t chu kỳ t trái qua ph i s oxi hóaộ ừ ả ố
d ng cao nh t c a các nguyên t kém b n d nươ ấ ủ ố ề ầ
(vì raát deã laáy laïi e ñaõ maát do maät ñoä ñieän tích
döông taêng daàn vaø r giaûm daàn).
• Đ nh lu t tu n hoàn th c p.ị ậ ầ ứ ấ

25. Qui taéc chaün leû Mendeleev.
• Nguyeân toá phaân nhoùm chaün coù caùc soá
oxy hoaù chaün beàn hôn haún caùc soá oxy
hoùa leû.
• Nguyeân toá phaân nhoùm leû coù caùc soá
oxy hoaù leû beàn hôn haún caùc soá oxy hoùa
chaün.
− Ví duï: Cl (VIIA) coù caùc soá oxy hoùa -1, +1,
+3, +5, +7 beàn hôn caùc soá oxy hoùa chaün.
S (VIA) coù caùc soá oxy hoùa -2, +2, +4, +6
beàn hôn caùc soá oxy hoùa leû.
Xe (VIIIA) hieän chæ bieát caùc hôïp chaát coù
soá oxy hoùa +2, +4, +6 vaø +8.

26. − Ví duï:
Cl coù caùc möùc oxy hoaù beàn hôn: -1 (caáu
hình Ar) vaø +7 (Ne), vaø +5 vì söû duïng heát 5
e ôû phaân lôùp 3p.
S coù caùc möùc oxy hoùa beàn hôn: -2 (caáu
hình Ar), +6 (Ne) vaø +4 vì söû duïng heát 4 e ôû
phaân lôùp 3p.

27. • Ví duï: Xeùt daõy chu kyø III (Al, Si, P, S vaø
Cl)
− Al: Möùc oxy hoùa + 3 raát beàn vöõng, nhoâm
trong caùc hôïp chaát ôû ñieàu kieän thöôøng
ñeàu coù soá oxy hoùa +3.
− Si: Möùc oxy hoùa +4 raát beàn vöõng (nhö Al).
− P: ion PO4
3-
khaù beàn, nhöng khoâng coù tính
oxy hoaù duø trong moâi tröôøng acid ñaäm
ñaëc.
H3PO4 + 2H+
+2e = H3PO3 + H2O, ϕo
= -0.276V, pH = 0
+ 2H2O + 2e = + 3OH-
, ϕo
= -1.12V, pH = 14
−3
4PO −2
4HPO

28. − S: ion SO4
2-
khoâng coù tính oxy hoùa trong moâi
tröôøng kieàm, coù tính oxy hoaù raát yeáu ôû
moâi tröôøng acid (pH = 0) vaø laø chaát oxy
hoùa khaù maïnh khi laø acid sulfuric nguyeân
chaát (oxy hoùa ñöôïc baïc).
SO4
2-
+ 4H+
+ 2e = H2SO3 + H2O, ϕo
= 0.17V, pH = 0
SO4
2-
+ H2O + 2e = SO3
2-
+ 2OH-
, ϕo
= -0.93V,pH =14
− Cl: Hôïp chaát +7 cuûa Cl laø chaát oxy hoùa
maïnh. ClO4
-
laø chaát oxy hoùa maïnh ôû pH = 0,
HClO4 noå khi tieáp xuùc caùc chaát höõu cô
hoaëc khi bò chieáu saùng. Tính oxy hoùa yeáu
trong moâi tröôøng kieàm.
ClO4
-
+ 2H+
+ 2e = ClO3
-
+ H2O, ϕo
= 1.19V, pH = 0
ClO -
+ H O + 2e = ClO -
+ 2OH-
, ϕo
= 0.36V, pH =14

29. d. Các nguyên t h dố ọ
• Trong m t chu kỳ t trái qua ph i cácộ ừ ả
m c oxi hóa d ng cao nh t kém b nứ ươ ấ ề
v ng d n.ữ ầ
 Đ i v i các ngt d s m, t t c các e đ u cóố ớ ố ớ ấ ả ề
th tham gia t o liên k tể ạ ế
 Đ i v i các ngt d mu n, ch m t s e (n - 1)dố ớ ố ộ ỉ ộ ố
tham gia t o liên k tạ ế
 Trong hôïp chaát, nguyeân töû cuûa nguyeân
toá d coù theå chöùa electron (n-1)d ñoäc
thaân.
• Trong m t phân nhóm t trên xu ng cácộ ừ ố
m c oxi hóa d ng cao nh t b n v ngứ ươ ấ ề ữ

30. e. Các nguyên t h fố ọ
• M c oxi hóa b n nh t c a cácứ ề ấ ủ
nguyên t h f là +2ố ọ

31. Ñònh luaät tuaàn hoaøn thöù
caáp.
Trong moät phaân nhoùm chính: soá oxy hoùa
döông cao nhaát cuûa chu kyø IV keùm beàn
roõ reät so vôùi soá oxy hoùa döông cao nhaát
cuûa nguyeân toá chu kyø III; soá oxy hoùa
döông cao nhaát cuûa chu kyø VI keùm beàn
roõ reät so vôùi soá oxy hoùa döông cao nhaát
cuûa nguyeân toá chu kyø V.
− Ví duï 1: Xeùt phaân nhoùm VIIA.
Xeùt trong cuøng ñieàu kieän ion BrO4
-
oxy hoùa
maïnh hôn haún ion ClO4
-
:
ClO4
-
+ 2H+
+ 2e = ClO3
-
+ H2O, ϕo
= 1.19V, pH = 0
BrO4
-
+ 2H+
+ 2e = BrO3
-
+ H2O, ϕo
= 1.763V,pH = 0

32. − Hôïp chaát chöùa At ôû soá oxy hoùa +7
khoâng toàn taïi trong dung dòch nöôùc vì noù
laø chaát oxy hoùa quaù maïnh, oxy hoùa
nöôùc giaûi phoùng khí oxy, trong khi ñoù hôïp
chaát cuûa I+7
toàn taïi trong dung dòch.
H5IO6 + H+
+2e= IO3
-
+3H2O, ϕo
= 1.64V, pH = 0
Ví duï 2: Xeùt phaân nhoùm IVA.
− Hôïp chaát chöùa Si+4
raát beàn, khoâng coù
tính oxy hoùa ngay trong moâi tröôøng acid raát
maïnh, noù haàu nhö khoâng bò khöû trong
dung dòch nöôùc.
− Ge+4
cuõng khoâng coù tính oxy hoùa trong
moâi tröôøng acid (pH=0) nhöng raát deã bò
khöû veà soá oxy hoùa +2.
+ o

33. − SnO2 khoâng theå hieän tính oxy hoùa ôû pH=0
trong khi ñoù PbO2 laø chaát oxy hoaù raát
maïnh trong cuøng ñieàu kieän.
SnO2 (r) +2H+
+2e= SnO(r) +H2O, ϕo
=-0.088V,pH=0
PbO2 (r) +4H+
+2e= Pb2+
+2H2O, ϕo
= 1.445V,pH=0.
Ví duï 3: xeùt theá khöû caùc hôïp chaát (V)
phaân nhoùm VA
H3PO4 + 2H+
+ 2e = H3PO3 + H2O - 0,276
H3AsO4 + 2H+
+ 2e = HAsO2 + 2H2O +0,56
Sb2O5 (r) + 6H+
+ 2e = 2SbO+
+ 3H2O +0,58
NaBiO3 (r) + 4H+
+ 2e = BiO+
+ Na+
+ 2H2O > +1,8

34. Giaûi thích: Quy luaät tuaàn hoaøn thöù caáp do vieäc
xuaát hieän laàn ñaàu tieân caùc phaân lôùp (n-1)d
(ôû chu kyø IV) vaø (n-2)f (ôû chu kyø VI) laøm caëp
electron ns keùm hoaït ñoäng hôn daãn ñeán taêng
ñoät ngoät söï keùm beàn vöõng cuûa möùc oxy
hoùa döông cao nhaát cuûa caùc nguyeân toá
thuoäc caùc chu kyø naøy so vôùi caùc nguyeân toá
thuoäc chu kyø tröôùc ñoù.
Bang so sanh the khu
-50
0
50
100
150
200
P As Sb Bi
Series1

35. • Trong moät phaân nhoùm phuï töø treân
xuoáng döôùi möùc oxy hoùa cao nhaát beàn
daàn.
• Ví duï: trong moâi tröôøng acid phaân nhoùm
VIB:
Baùn phaûn öùng khöû φ0
(V)
Cr2
O7
2-
+ 14H+
+ 4e → 2Cr4+
+ 7H2
O +0,95
MoO4
2-
+ 4H+
+ 2e → MoO2
↓ + 2H2
O +0,606

36. − Ví duï 2: Xeùt phaân nhoùm IVB, dựa vaøo theá oxy
hoaù khöû, thaáy roõ Hf(+4) vaø Zr(+4) beàn hôn roõ
reät so vôùi Ti(+4).
TiO2+
+ 2H+
+e = Ti3+
+H2O, ϕo
=0.1V,pH=0
ZrO2+
+ 2H+
+4e = Zr↓ +H2O, ϕo
=-1.5V,pH=0
HfO2+
+ 2H+
+4e = Hf↓ +H2O, ϕo
=-1.7V,pH=0
− Ví duï 3: Xeùt phaân nhoùm VIB, döïa vaøo theá oxy
hoùa khöû, thaáy roõ Mo(+6) vaø W(+6) beàn roõ reät
hôn so vôùi Cr(+6).
Cr2O7
2-
+ 14H+
+6e = 2Cr3+
+7H2O, ϕo
=1.33V,pH=0
MoO2
2+
+e = MoO2
+
ϕo
=+0.48V
WO3(r)+ 2H+
+2e = W2O5(r) +H2O, ϕo
=-0.03V,pH=0

37. • Ví duï1: Soá oxy hoùa cao nhaát hieän bieát ñeán cuûa
caùc nguyeân toá d chu kyø 4:
• Ví duï 2:
• Caáu hình electron cuûa ion Cr3+
trong Cr2O3 laø (n-1)d3
•
IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
+3 +4 +5 +6 +7 +6 +5 +5 +5 +2
↑ ↑ ↑

38. • Trong moät chu kyø töø traùi qua phaûi caùc
möùc oxy hoùa döông cao keùm beàn vöõng
daàn.
− Ví duï 1: Xeùt chu kyø III: Ti(4), V(5), Cr(6),
Mn(7), Fe(8), Co(9), Ni(10), Cu(11) (trong ngoaëc
laø toång soá e treân 3d4s).
TiO2+
+ 2H+
+ e = Ti3+
+ H2O, ϕo
= 0.1V, pH = 0
VO4
3-
+ 6H+
+ 2e = VO+
+3H2O, ϕo
= 1.26V, pH = 0
Cr2O7
2-
+ 14H+
+ 6e = 2Cr3+
+7H2O, ϕo
= 1.33V, pH = 0
MnO4-
+ 8H+
+ 5e = Mn2+
+ 4H2O, ϕo
= 1.51V, pH = 0

39. − Chöa tìm thaáy hôïp chaát Fe+8
.
FeO4
2-
+ 8H+
+3e = Fe3+
+ 4H2O, ϕo
> 1.9V, pH = 0
Chöa tìm thaáy hôïp chaát Co+9
, hieän chæ bieát
ñeán caùc hôïp chaát Co ñeán +6. Chæ coù
caùc hôïp chaát Co+3
toàn taïi trong dung dòch
nöôùc vaø chuùng cuõng oxy hoùa ñöôïc nöôùc.
Co3+
+ e = Co2+
, ϕo
= 1.84V, pH = 0.
Ni töông töï Co, ion Ni3+
khoâng theå toàn taïi töï
do trong dung dòch nöôùc, vì vaäy hôïp chaát
beàn cuûa Ni luoân ôû möùc +2.
Cu cuõng töông töï Ni vaø Co, trong ñieàu kieän
thöôøng chæ bieát ñeán Cu (+1,+2).

40. Quy taéc chung
− Caùc nguyeân toá ôû möùc oxy hoùa trung gian
coù theå ñoùng vai troø chaát oxy hoùa khi taùc
duïng vôùi chaát khöû hay ñoùng vai troø chaát
khöû khi taùc duïng vôùi chaát oxy hoùa. Tuy
nhieân tính chaát ñaëc tröng cuûa nguyeân toá
ñoù phuï thuoäc vaøo ñoä beàn vöõng cuûa caùc
möùc oxy hoùa ñaëc tröng laân caän vôùi noù.
− VD: Xeùt Cl(+5), coù tính oxy hoaù vì caû Cl(+7)
vaø Cl(0) ñeàu coù tính oxy hoùa.
Xeùt caùc hôïp chaát S(+4): Vì S(+6) khaù beàn
vöõng vaø haàu nhö khoâng theå hieän tính oxy
hoùa, neân S+4
coù tính khöû. Maët khaùc S+4
coù
tính oxy hoùa yeáu vì S(0) coù tính khöû yeáu.

41. • Quy taéc so saùnh ñeå tìm tính oxy hoùa
khöû ñaëc tröng
• Nguyeân töû ôû möùc oxy hoùa keùm beàn coù xu
höôùng chuyeån veà möùc oxy hoùa beàn. Neáu möùc
oxy hoùa beàn cao hôn möùc oxy hoùa keùm beàn thì
chaát coù tính khöû ñaëc tröng. Neáu möùc oxy hoùa
beàn thaáp hôn möùc oxy hoùa keùm beàn thì chaát coù
tính oxy hoùa ñaëc tröng. Neáu möùc oxy hoùa keùm
beàn cuûa nguyeân töû naèm giöõa hai möùc oxy hoùa
beàn hôn thì chaát coù caû tính oxy hoùa vaø tính khöû
laø ñaëc tröng.
• Ví duï : H2S coù tính khöû ñaëc tröng vì möùc oxy hoùa
0 cuûa S khaù beàn hôn möùc oxy hoùa –2.
• HClO laø chaát oxy hoùa ñaëc tröng vì möùc oxy
hoùa beàn cuûa Cl laø –1.
• Na SO coù tính khöû vaø tính oxy hoùa ñaëc tröng

42. 2. Ñoä beàn vöõng cuûa
chaát
+Naêng löôïng lieân keát trong phaân töû caøng
cao thì khaû naêng hoaït ñoäng hoùa hoïc
caøng thaáp.
• Ví duï 1: Oxy coù ñoä aâm ñieän 3,44 coøn Clor
coù ñoä aâm ñieän 3,16 nhöng ôû ñieàu kieän
thöôøng, khí Clor laø moät chaát oxy hoùa raát
maõnh lieät coøn oxy laø chaát oxy hoùa eâm
dòu. Nguyeân nhaân laø do O2 coù naêng löôïng
lieân keát (493 kJ/mol) lôùn hôn haún naêng
löôïng lieân keát trong phaân töû Cl2 (239
kJ/mol).

43. • +Ion naèm trong hôïp chaát ôû traïng thaùi raén
hoaït ñoäng hoùa hoïc keùm haún khi naèm
trong traïng thaùi töï do:
• Ví duï: Theá khöû cuûa ion Pb4+
(aq) lôùn hôn
haún PbO2
PbO2(r) + 2H+
(aq) + 2e- = Pb2+
(aq) + 2H2O ϕo
=+1,449V
Pb4+
(aq) + 2e- = Pb2+
(aq) ϕo
=
+1,694V
• Toùm laïi, hôïp chaát caøng beàn vöõng thì
khaû naêng hoaït ñoäng hoùa hoïc caøng
keùm.

44. 3. nh h ng c a môi tr ng ph n ngẢ ưở ủ ườ ả ứ
• Ñoái vôùi raát nhieàu phaûn öùng, moâi
tröôøng acid laøm taêng maïnh tính oxy hoùa
cuûa chaát oxy hoùa vaø moâi tröôøng base laøm
taêng maïnh tính khöû cuûa chaát khöû.
• Trong tröôøng hôïp naøy, khaùi nieäm acid – base
hieåu theo nghóa toång quaùt nhaát.
• a) AÛnh höôûng cuûa Acid – base Bronsted –
Lawry ñeán tính oxy hoùa khöû:
• Ví duï 1: Theá khöû cuûa ion SO4
2-
taêng nhanh khi
chuyeån töø moâi tröôøng base sang moâi tröôøng acid:
• pH = 0 : SO4
2-
+ 2H+
+ 2e- = H2SO3 + H2O ϕo
= +0,17V
• pH = 14: SO4
2-
+H2O + 2e- = SO3
2-
+ H2O ϕo
= -0,93V

45. • b) Aûnh höôûng cuûa acid – base Lewis:
• Ví duï: Ion Ag+
.aq laø moät chaát oxy hoùa trung bình
yeáu trong dung dòch nöôùc:
• Ag+
+ e- = Ag ϕo
= +0,799V
• Tuy nhieân khi coù maët base Lewis CN-
thì noù laïi
theå hieän tính khöû yeáu:
• Ag(CN)2
-
+ e- = Ag + 2CN-
ϕo
= -0,29V
• c) Aûnh höôûng cuûa acid – base Usanovich.
• Khi hoaøn nguyeân phospho töø quaëng phosphorit ôû
15000
C, trong thaønh phaàn phoái lieäu coù caùt. Caùt
ñoùng vai troø acid Usanovic laøm taêng tính oxy hoùa
cuûa P(V):
• 2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 = 6CaSiO3 + 10CO + P4
• Trong phaûn öùng naøy SiO2 taùc duïng vôùi photphorit
taïo calcisilicat, giaûi phoùng phospho oxide.
• (Xem file Khöû quaëng phosphorit)

46. • Trong moâi tröôøng coù maët ion taïo hôïp chaát
ion ít tan cuõng laøm thay ñoåi tính oxy hoùa –
khöû cuûa chaát:
• Ví duï: Tính oxy hoùa cuûa ion Cu2+
taêng leân roõ reät
khi coù maët ion Cl-
do CuCl laø chaát ít tan (TCuCl =
1,2.10-6
)
• Cu2+
+ e- = Cu+
ϕo
= +0,153V
• Cu2+
+ Cl-
+ e- = CuCl(r) ϕo
= +0,538V
• (trong trường hợp nồng ñoä ion cloride cao thì ñồng (I)
cloride tan ra vì tạo thaønh phức [CuCl2]-
coù Kkb = 10-5,35
• Cu2+
+ 2Cl-
+ e- = [CuCl2]-
ϕo
= +0,4633V)

47. 1. SỬ DỤNG CÁC HÀM NHIỆT ĐỘNG
HÓA HỌC
Caên cöù vaøo ñaïi löôïng bieán thieân theá
ñaúng aùp tieâu chuaån cuûa phaûn öùng,
chuùng ta coù theå ñaùnh giaù veà khaû naêng
xaûy ra phaûn öùng veà phöông dieän nhieät
ñoäng. Ñoái vôùi phaûn öùng ôû nhieät ñoä
phoøng, coù theå caên cöù vaøo giaù trò nhieät
phaûn öùng, coøn phaûn öùng ôû nhieät ñoä
cao caên cöù vaøo ñaïi löôïng bieán thieân
entropy phaûn öùng. Caùch xem xeùt töông töï
nhö ñoái vôùi phaûn öùng khoâng thay ñoåi soá
oxy hoùa.
• Caàn nhaán maïnh raèng ña soá phaûn öùng dò

48. 2. THẾ KHỬ VÀ PHƯƠNG TRÌNH
Nernst
• Theá khöû cho bieát ñoä maïnh cuûa chaát
oxy hoùa vaø chaát khöû lieân hôïp vôùi noù.
Theá khöû caøng lôùn, chaát oxy hoùa caøng
maïnh vaø chaát khöû lieân hôïp caøng yeáu
vaø ngöôïc laïi.
• Ví duï: Theá oxy hoùa khöû cuûa caëp Au3+
/Au
trong moâi tröôøng acid = +1,68V cho bieát Au3+
laø chaát oxy hoùa raát maïnh , ngöôïc laïi Au
laø chaát khöû heát söùc yeáu (Vaøng laø kim

49. 3. GIAÛN ÑOÀ LATIMER
• Theá Oxy hoùa-Khöû
cuûa caùc baùn phaûn
öùng rieâng leû chæ
thuaän tieän khi thaønh
laäp pin hay trong caùc
quaù trình phaân tích.
Nhöng ñeå khaûo saùt
moät quaù trình chuyeån
hoùa oxy hoùa-khöû
phöùc taïp thì laïi khoù
khaên. Trong tröôøng
hôïp naøy Latimer ñöa
ra giaûn ñoà mang teân
oâng ñeå bieåu dieãn
Lewis H. Latimer

50. Thieát laäp giaûn ñoà Latimer
• Döïa treân caùc keát quaû: ∆G = -nFE, vaø trong
chuoãi phaûn öùng ∆GT = Σ∆Gi.
• Ví duï: Xeùt tröôøng hôïp cuûa Fe.
Baùn phaûn öùng E0
=
-nFE0
Fe2+
+2e → Fe -0.44V -2×F× 0.44
Fe3+
+e → Fe2+
0.771V -1×F×0.771
Fe3+
+3e → Fe E0
T ≠ 0.331V -
3×F×E0
T
0
3
0
22
0
110
3
n
EnEn
E
+
=

51. Ví duï thieát laäp giaûn ñoà Latimer cho
Iode
-535.
2
430.1154.1-
3
589.1-
4 IIHOIIOIO → → → →
(+7) (+5) (+1) (0) (-1)
OHIO2eIO2H 2
-
3
-
4 +→++ −+
OH2HOI4eIO5H 2
-
3 +→++ −+
OH3HOI6eIO7H 2
-
4 +→++ −+
FEnFEnFEn o
33
o
22
o
11 =+ E
6
4E2E o
3
o
2
o
1
=
+
1.299
1.299
6
1.15441.5892
=
⋅+⋅
GGG o
3
o
2
o
1 ∆=∆+∆
G
G
G
o
3
o
2
o
1
∆
∆
∆

52. • Bieåu dieãn giaûn ñoà Latimer
− Caùc daïng hôïp chaát cuûa nguyeân toá ñöôïc
saép xeáp theo chieàu giaûm daàn soá oxy
hoùa.
− Noái giöõa caùc daïng naøy laø muõi teân keøm
theo giaù trò theá oxy hoùa-khöû cuûa quaù
trình töông öùng.
− Treân nguyeân taéc, theá O-K phaûi giaûm töø
traùi sang phaûi.
− Neáu nguyeân taéc naøy bò vi phaïm (daïng
sau coù theá lôùn hôn daïng tröôùc), thì daïng
sau ñoù seõ khoâng beàn vöõng, raát deã bò
dò ly, taïo 2 daïng laân caän cuûa noù.

53. Ví duï 1: Giaûn ñoà Latimer cuûa Fe bieåu dieãn
nhö sau.
Ví duï 2: Giaûn ñoà Latimer cuûa Mn trong moâi
tröôøng acid vaø base.
Dò ly

54. • Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán theá O-
K, daõy Latimer
− Toång quaùt, caùc yeáu toá laøm thay ñoåi
∆G (∆G = -nFE) ñeàu aûnh höôûng ñeán
theá O-K (E0
hay ϕ0
).
− Caùc yeáu toá naøy laø:
• 1/ Noàng ñoä.
• 2/ Nhieät ñoä.
• 3/ Caùc taùc chaát khaùc (khoâng phaûi khí trô).
][
][
lg
059.00
0
Kh
Ox
n
+=⇒ ϕϕ
Kh
Ox
a
a
nF
RT
ln0
+= ϕϕ
hay cuï theå vôùi
dung dòch
nöôùc ôû 250
C
thì

55. Ví duï: Khaûo saùt yeáu toá pH. Vôùi ClO4
-
, trong moâi
tröôøng acid vaø base ta coù theá O-K nhö sau:
ClO4
-
+ 2H+
+ 2e = ClO3
-
+ H2O, ϕo
=1.19V,pH=0
ClO4
-
+ H2O + 2e = ClO3
-
+ 2OH-
, ϕo
=0.36V,pH=14
Trong moâi tröôøng acid, vì coù H+
tham gia vaøo quaù
trình:
Vì vaäy taêng H+
(gi m pH)ả seõ daãn ñeán taêng ϕ,
hay taêng tính Oxy hoùa, ngöôïc laïi.
Töông töï trong moâi tröôøng base, khi taêng OH-
(t ng pH)ă seõ giaûm ϕ hay taêng tính khöû,
ngöôïc laïi.
)(
][
]][[
lg
059.0
19.1
3
2
4
V
ClO
HClO
n −
+−
+=⇒ ϕ
)(
]][[
][
lg
059.0
36.0 2
3
4
V
OHClO
ClO
n −−
−
+=⇒ ϕ

56. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA pH VÔÙI CAÙC HÔÏP
CHAÁT CUÛA Mn

57. 4. GIAÛN ÑOÀ FROST
• Giaûn ñoà Frost bieåu dieãn söï töông quan
giöõa ∆G (thoâng qua ñaïi löôïng nE tính
baèng V) vaø caùc traïng thaùi oxy hoùa cuûa
nguyeân toá.
• Ñeå thieát laäp giaûn ñoà, tröôùc heát ta tính
giaù trò nE cho taát caû caùc caëp X(N)/X(0)
(N laø soá oxy hoaù cuûa nguyeân toá X). Vì
giaûn ñoà phaûi lieân tuïc (linear) cho neân
caàn tính caû tröôøng hôïp X(N) khoâng beàn.
Ví duï sau cho Mn, laø moät trong nhöõng
tröôøng hôïp phöùc taïp.

60. • Söû duïng giaûn ñoà Frost
• 1. Nhaän daïng taùc nhaân khöû vaø taùc
nhaân oxy hoùa:
− Hôïp chaát naèm phía treân laø chaát oxy hoùa
ñoái vôùi chaát naèm beân traùi cuûa chuùng.
Ngöôïc laïi, hôïp chaát beân treân seõ laø chaát
khöû ñoái vôùi chaát beân phaûi cuûa chuùng.
− Hoaëc döïa vaøo heä soá goùc a cuûa caùc ñoaïn
thaúng noái caùc traïng thaùi oxy hoùa: Neáu a>0
thì caáu töû cao hôn laø chaát oxy hoùa, neáu
a<0 caáu töû cao hôn laø chaát khöû.
2. Nhaän bieát chaát O-K maïnh hay yeáu:
Döïa vaøo ñoä doác cuûa ñoaïn noái caùc hôïp

61. 3. Nhaän bieát saûn phaåm cuûa phaûn öùng O-K:
Hôïp chaát ôû ñaùy giaûn ñoà coù G nhoû, neân ít coù khaû
naêng phaûn öùng. Neân hôïp chaát ôû ñaùy thöôøng laø
saûn phaåm (ñoäng hoïc) cuoái cuûa quaù trình O-K. Trong
VD laø Mn2+
trong moâi tröôøng acid vaø Mn2O3 trong moâi
tröôøng base.
4. Nhaän bieát quaù trình dò ly:
Hôïp chaát naèm phía treân ñöôøng noái cuûa 2 caáu töû
laân caän noù seõ deã bò dò ly thaønh 2 hôïp chaát laân
caän ñoù. VD trong moâi tröôøng base:
2MnO4
3-
+2H2O → MnO4
2-
+ MnO2 + 4OH-
5. Nhaän bieát quaù trình ña hôïp:
Hôïp chaát naèm phía döôùi ñöôøng noái cuûa 2 caáu töû
laân caän noù seõ deã taïo thaønh töø 2 hôïp chaát laân
caän ñoù. VD trong moâi tröôøng acid: MnO2 vaø Mn seõ

62. • IV. SÖÏ OÅN ÑÒNH CUÛA CAÙC CHAÁT
OXY HOÙA VAØ CHAÁT KHÖÛ TRONG
MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC
• Nöôùc coù theå tham gia phaûn öùng oxy hoùa
– khöû vôùi vai troø laø chaát khöû cuûa O (-2)
vaø vai troø chaát oxy hoùa cuûa H(+1).
• Trong ñieàu kieän cuï theå, chaát naøo coù
theá khöû lôùn hôn theá khöû cuûa caëp O2/H2O
thì coù khaû naêng oxy hoùa ñöôïc nöôùc. Traùi
laïi, chaát naøo coù theá khöû nhoû hôn theá
khöû caëp H2O/H2 thì coù khaû naêng khöû
ñöôïc nöôùc.

63. • Ñieàu kieän oån ñònh cuûa chaát khöû trong dung dòch
nöôùc
• Chaát khöû
• ÔÛ ñieàu kieän khoâng tieâu chuaån, theá khöû cuûa caëp
2H+
/H2 ôû 25o
C ñöôïc tính theo coâng thöùc Nernst:
• Tính oxy hoùa cuûa nöôùc trong caùc ñieàu kieän pH khaùc nhau
ñöôïc theå hieän qua theá khöû :
• Moâi tröôøng acid : (pH = 0)2H+
+ 2e  H2 ϕ° = ± 0,000V
• Moâi tröôøng base: (pH =14)
• 2H2O + 2e  H2 + 2OH-
ϕ° = -0,83V
• Moâi tröôøng trung tính: (pH = 7)
• 2H2O + 2e  H2 + 2OH-
ϕ° = - 0,41V
• Nhö vaäy chaát naøo coù theá khöû lôùn hôn caùc giaù trò theá
khöû cho treân ôû ñieàu kieän pH xeùt laø chaát beàn trong dung
pH059,0plg0259,0
]H[
p
lg
2
059,0
2
2
H2
2
H0
−=+ϕ=ϕ

64. • Chaát oxy hoùa
• ÔÛ ñieàu kieän khoâng tieâu chuaån theá khöû
cuûa caëp O2/H2O ôû 25o
C ñöôïc tính theo coâng thöùc
Nernst:
• Tính khöû cuûa nöôùc ôû caùc moâi tröôøng khaùc
nhau theå hieän qua theá khöû:
• Moâi tröôøng acid: (pH = 0)
• O2(k) + 4H+
+ 4e  2H2O ϕ° = 1,23V
• Moâi tröôøng base: (pH = 14)
• O2 (k) + 2H2O + 4e  4OH-
ϕ° = 0,401V
• Moâi tröôøng trung tính (pH = 7):
• O2(k) + 4H+
+ 4e  2H2O ϕ° = 0,815V
• Nhö vaäy chaát naøo coù theá khöû nhoû hôn theá
khöû cho treân ôû ñieàu kieän pH xeùt laø chaát beàn
2
2
O
4
0
]OH[
p]H[
lg
4
059,0 2
×
+ϕ=ϕ
+

65. • So saùnh khaû naêng phaûn öùng khi söû duïng
caùt (SiO2) vaø khi khoâng söû duïng caùt SiO2
trong phaûn öùng hoaøn nguyeân quaëng
phosphorite
• Caùc soá lieäu nhieät taïo thaønh chuaån vaø
entropy chuaån cuûa caùc chaát ôû 250
C
Ca3
(PO4
)
2
(ñôn
taø)
C
(graphite
)
SiO2
(thạch
anh)
CaSiO3
(tam
taø)
CO
(khí)
P4
(traén
g)
CaO
(laäp
phöông)
∆Η0
t,298
(kJ/mol
)
-4105 0 -912 -1635 -110 0 -635
S0
298
(J/mol.
K)
+241 +6 +41 +82
+19
8
+164 +43

66. • Phaûn öùng khoâng söû duïng caùt:
• 2Ca3(PO4)2 + 10C = 6CaO + 10CO + P4
• Phaûn öùng coù söû duïng caùt:
• 2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 = 6CaSiO3 + 10CO + P4
• Nhaän xeùt: Khi söû duïng caùt thì phaûn öùng
xaûy ra thuaän lôïi hôn raát nhieàu vì caùt ñoùng
vai troø acid laøm taêng khaû naêng oxy hoùa
cuûa phosphorite (back)
kJ22,2S1773HG
K/J1860)6102412()16410198436(S
kJ3300)241050()0101106635(H
0
298,pu
0
298,pu
0
1773,pu
0
298,pu
0
298,pu
=∆×−∆=∆
=×+×−+×+×=∆
=×−−+×−×−=∆
kJ5,504S1773HG
K/J1848)4166102412()16410198826(S
kJ2772)6912241050()01011061635(H
0
298,pu
0
298,pu
0
1773,pu
0
298,pu
0
298,pu
−=∆×−∆=∆
=×+×+×−+×+×=∆
=×−×−−+×−×−=∆

67. • Ví duï: Xeùt xem chaát naøo trong caùc chaát
sau veà phöông dieän nhieät ñoäng hoùa hoïc
coù theå beàn trong dung dòch nöôùc (khoâng
coù maët khoâng khí):
• CoCl3, CrSO4, FeCl3 , KMnO4, Na2SO3.
• Bieát raèng chuùng ñeàu tan nhieàu trong
nöôùc.
• Theá khöû tieâu chuaån trong moâi tröôøng acid:
•
Co3+
/Co2+
Cr3+
/Cr2
+
Fe3+
/Fe2
+
MnO4
-
/Mn2
+
SO4
2-
/H2
SO
3
ϕ°(V
)
1,84 -0,41 0,771 1,51 0,17

68. • Giaûi:
• So saùnh vôùi caùc giaù trò theá khöû tieâu chuaån cuûa nöôùc
chuùng ta coù trong moâi tröôøng acid:
• Chaát khöû:
• * Na2SO3 beàn vì coù ϕ° = 1,17V > 0,000V;
• * CrSO4 khoâng beàn vì coù ϕ° = -0,41V < 0,000V
• 2Cr2+
+ 2H+
= 2Cr3+
+ H2
• Chaát oxy hoùa:
• * FeCl3 beàn vì coù ϕ° = 0,771 V< 1,23V.
• * CoCl3 khoâng beàn vì coù ϕ° = 1,84V > 1,23V
• 4 Co3+
+ 2H2O = 4Co2+
+ O2 + 4H+
• * KMnO4 khoâng beàn vì coù ϕ° = 1,51V > 1,23V
• Tuy nhieân do vaán ñeà ñoäng hoïc phaûn öùng oxy
hoùa–khöû giöõa kali permanganat vaø nöôùc thöïc teá
khoâng dieãn ra maø xaûy ra söï phaân huûy chaäm
cuûa ion permanganat trong nöôùc:
• 4MnO4-
+ 4H+
= 3O2 + 4MnO2 + H2O

69. • Theá khöû tieâu chuaån trong moâi tröôøng base:
• MnO4-
/MnO2 (ϕ°=0,6V), SO4
2-
/SO3
2-
(ϕ°=-0,93V)
• Trong moâi tröôøng base:
• Chaát khöû:
• * Na2SO3 khoâng beàn vì coù ϕ° = -0,93 < -0,83V
• Tuy nhieân phaûn öùng khöû nöôùc giaûi
phoùng hydro cuûa ion sulfurous (SO3
2-
)
khoâng xaûy ra do vaán ñeà ñoäng hoïc.
• Chaát oxy hoùa:
• * KMnO4 khoâng beàn vì coù ϕ° = 0,6 > 0,401V
• Tuy nhieân do vaán ñeà ñoäng hoïc phaûn
öùng oxy hoùa–khöû giöõa kali permanganat
vaø nöôùc thöïc teá khoâng dieãn ra.
•
• Caùc chaát coøn laïi taïo hydroxide ít tan neân