btvn.vn

Phản ứng oxi hóa–khử trong thực tiễn

Lưu trên thiết bị này
Phản ứng oxi hóa – khử · Chọn bài khác

Mở đầu

Phản ứng oxi hóa–khử xuất hiện trong sự cháy, gỉ kim loại, sản xuất hóa chất và nhiều chuyển hóa tự nhiên. Phân tích số oxi hóa giúp nhận ra vai trò của từng chất và sử dụng quá trình phù hợp, an toàn hơn.

Sự cháy và sự han gỉ

**Sự cháy** là phản ứng oxi hóa–khử xảy ra ở nhiệt độ cao giữa chất cháy và chất oxi hóa, thường là O₂. Phản ứng tỏa nhiệt, phát sáng và cần kiểm soát đủ ba yếu tố: chất cháy, chất oxi hóa, nguồn nhiệt. **Sự han gỉ** là quá trình kim loại bị oxi hóa bởi môi trường. Trong không khí ẩm, sắt tạo gỉ theo sơ đồ tổng quát: $$\mathrm{4Fe+3O_2+xH_2O\rightarrow2Fe_2O_3\cdot xH_2O}$$ Có thể hạn chế bằng sơn phủ, giữ khô, làm sạch bề mặt hoặc dùng biện pháp bảo vệ phù hợp.

Kiểm tra nhanh

Trong phản ứng Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, Fe₂O₃ đóng vai trò gì?
Chọn một đáp án

Sản xuất và chuyển hóa trong tự nhiên

Trong sản xuất sulfuric acid, sulfur hoặc quặng pyrite được oxi hóa tạo SO₂; SO₂ tiếp tục bị oxi hóa thành SO₃, sau đó chuyển thành H₂SO₄. Trong khí quyển, tia lửa điện tạo điều kiện cho nitrogen phản ứng với oxygen: $$\mathrm{N_2+O_2\xrightarrow{tia\ lửa\ điện}2NO}$$ $$\mathrm{2NO+O_2\rightarrow2NO_2}$$ $$\mathrm{4NO_2+O_2+2H_2O\rightarrow4HNO_3}$$ Nitric acid theo nước mưa tạo nitrate, bổ sung một phần nguồn nitrogen cho đất. Đây là ví dụ chuyển hóa tự nhiên có nhiều bước oxi hóa–khử.

Ví dụ mẫu: Bài tính theo phản ứng luyện sắt

Khử hoàn toàn 16,0 g Fe₂O₃ bằng CO dư: $$\mathrm{Fe_2O_3+3CO\rightarrow2Fe+3CO_2}$$ Với $M_{\mathrm{Fe_2O_3}}=160$ g/mol: $$n_{\mathrm{Fe_2O_3}}=\frac{16{,}0}{160}=0{,}10\ \mathrm{mol}.$$ Theo phương trình, $n_{\mathrm{Fe}}=2\times0{,}10=0{,}20$ mol. Với $M_{\mathrm{Fe}}=56$ g/mol: $$m_{\mathrm{Fe}}=0{,}20\times56=11{,}2\ \mathrm{g}.$$ Phải cân bằng phương trình trước khi dùng tỉ lệ mol.

Lợi ích và tác hại

Phản ứng oxi hóa–khử có thể: - **có lợi:** đốt nhiên liệu có kiểm soát, hoạt động của pin, luyện kim, sản xuất hóa chất, chuyển hóa dinh dưỡng; - **có hại:** cháy rừng, ăn mòn kim loại, ôi thiu thực phẩm, tạo khí thải gây ô nhiễm. Khi đánh giá một quá trình, cần xét sản phẩm, điều kiện, mức tiêu hao nguyên liệu và tác động môi trường, không chỉ xét phản ứng có tỏa nhiệt hay không.

Luyện tập

Khử hoàn toàn 0,25 mol Fe₂O₃ bằng CO dư theo phương trình trên. Số mol Fe lí thuyết thu được là bao nhiêu?
Chọn một đáp án

Ghi nhớ

- Phản ứng oxi hóa–khử xuất hiện trong sự cháy, gỉ kim loại, sản xuất và chuyển hóa tự nhiên. - Muốn phân tích cần xác định sự thay đổi số oxi hóa và vai trò các chất. - Muốn tính toán phải cân bằng phương trình trước rồi dùng tỉ lệ mol.

Đang học