Trong lĩnh vực hóa học, phương pháp bảo toàn electron (e) là một cách tiếp cận quan trọng để giải quyết các bài toán về phản ứng oxh – khử. Phương pháp này dựa trên định luật bảo toàn electron, một định luật cơ bản trong hóa học.
Cơ sở của phương pháp bảo toàn electron
Phương pháp bảo toàn electron dựa trên định luật bảo toàn electron: “Trong phản ứng oxh – khử, tổng số electron mà các chất khử cho sẽ luôn bằng với tổng số electron mà các chất OXH nhận.” Đây là cơ sở của phương pháp bảo toàn electron.
Áp dụng phương pháp này, ta có thể thiết lập các phương trình liên hệ và giải quyết các bài toán liên quan đến phản ứng oxh – khử.
Nguyên tắc trong định luật bảo toàn electron
Công thức bảo toàn electron phản ứng là: “Tổng số mol electron cho = tổng số mol electron nhận.” Định luật bảo toàn electron có thể được áp dụng với các phản ứng riêng lẻ hoặc tổng hợp các phản ứng.
Cần lưu ý gì khi học về định luật bảo toàn electron?
- Định luật bảo toàn electron chủ yếu áp dụng cho các bài toán oxh – khử các chất vô cơ.
- Có thể áp dụng bảo toàn electron cho một phương trình, nhiều phương trình hoặc toàn bộ quá trình.
- Xác định chính xác chất cho và nhận electron. Trong một quá trình, chỉ cần xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối số OXH của nguyên tố, thường không cần quan tâm đến trạng thái trung gian số OXH của nguyên tố.
- Khi áp dụng phương pháp bảo toàn electron, thường kèm theo sử dụng các phương pháp bảo toàn khác như bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn nguyên tố.
- Khi cho kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 và sau phản ứng dung dịch không chứa muối amoni, ta cần lưu ý một số công thức quan trọng như sau:
- $ne$ trao đổi = $3n{NO} + 8n{N2O} + 8n{NH4NO3} + 10n_{N2}$
- $ne$ trao đổi = $2n{SO2} + 6nS + 8n{H2S}$
Phương pháp giải bài tập áp dụng định luật bảo toàn electron
Để giải quyết các bài tập liên quan đến phản ứng oxh – khử, ta có thể áp dụng phương pháp sau:
Bước 1: Xác định chất khử và chất OXH.
Bước 2: Viết các phản ứng khử và phản ứng OXH.
Bước 3: Sử dụng công thức trong định luật bảo toàn electron: “Tổng số mol electron cho = tổng số mol electron nhận.”
Ví dụ: Cho 5g Mg, Zn vào dung dịch HCl dư thì thấy thu được 3,136 lít H2. Ta cần tính số mol Mg trong hỗn hợp.
Lời giải:
Gọi số mol của Mg và Zn lần lượt là a và b mol.
Số mol H2 thu được là: $n_{H2}$ = 3,136 : 22,4 = 0,14 (mol)
Tổng khối lượng của kim loại là 5g, ta có: 24a + 65b = 5 (1)
Quá trình nhường nhận electron của Mg và Zn biểu diễn như sau:
Quá trình OXH:
Mg → Mg+2 + 2e
a 2a
Zn → Zn+2 + 2e
b 2b
Quá trình Khử:
2H+ + 2e → H2
0,28 0,14
Áp dụng định luật bảo toàn electron vào bài toán, ta có: 2a + 2b = 0,28 (2)
Từ (1) và (2), ta có: a = 0,1 mol và b = 0,04 mol
Vậy số mol Mg trong hỗn hợp là 0,1 mol.
Với phương pháp bảo toàn electron, việc giải quyết các bài toán liên quan đến phản ứng oxh – khử trở nên dễ dàng hơn. Bạn có thể ứng dụng phương pháp này để giải quyết các bài tập khác. Để tìm hiểu thêm về các kiến thức và bài tập hóa học, bạn có thể truy cập Dnulib để có thêm thông tin chi tiết.
Được chỉnh sửa bởi Dnulib
