Skip to content · ⁨Bỏ qua nội dung⁩

Electrochemistry · ⁨Điện hóa⁩

A-Level Chemistry · ⁨Hóa học A-Level⁩ · Topic 6 · ⁨Chủ đề 6⁩

Video lesson for this topic · ⁨Bài học video cho chủ đề này⁩ Open the video page · ⁨Mở trang video⁩
6:34

Điện hóa & Oxi hóa khử

Hai mảnh sắt. Một đang rỉ sét thầm lặng trên hàng rào. Cái kia nằm bên trong pin, đẩy electron qua điện thoại của bạn. Chúng trông hoàn toàn…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp⁩

6.1

Oxidation number · ⁨Số oxi hóa⁩

Syllabus · ⁨Chương trình⁩
English
  1. calculate oxidation numbers of elements in compounds and ions
  2. use changes in oxidation numbers to help balance chemical equations
  3. explain and use the terms redox, oxidation, reduction and disproportionation in terms of electron transfer and changes in oxidation number
  4. explain and use the terms oxidising agent and reducing agent
  5. use a Roman numeral to indicate the magnitude of the oxidation number of an element
Tiếng Việt
  1. tính số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất và ion
  2. sử dụng sự thay đổi số oxi hóa để giúp cân bằng phương trình hóa học
  3. giải thích và sử dụng các thuật ngữ oxi hóa khử, oxi hóa, khử và phản ứng tự oxi hóa khử dựa trên sự truyền electron và thay đổi số oxi hóa
  4. giải thích và sử dụng các thuật ngữ chất oxi hóa và chất khử
  5. sử dụng chữ số La Mã để chỉ độ lớn của số oxi hóa của một nguyên tố

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Nguồn: Chương trình Cambridge International⁩

English

The oxidation number 氧化数 (also called the oxidation state) shows how many electrons 电子 an atom has lost or gained compared with the free element. You work it out using simple rules:

  • an uncombined element has an oxidation number of $0$.
  • a simple ion has an oxidation number equal to its charge (so $\text{Mg}^{2+}$ is $+2$).
  • Group 1 is always $+1$, Group 2 is always $+2$.
  • hydrogen is $+1$ (but $-1$ in metal hydrides).
  • oxygen is $-2$ (but $-1$ in peroxides).
  • fluorine is always $-1$.
  • the oxidation numbers in a neutral compound add up to $0$; in an ion they add up to the charge.

A Roman numeral shows the size of the oxidation number of an element, for example iron(II) means $+2$ and manganese(VII) in $\text{KMnO}_4$ means $+7$.

Worked example. Find the oxidation number of sulfur in the sulfate ion, $\text{SO}_4^{2-}$.

Each oxygen is $-2$, so the four oxygens give $4 \times (-2) = -8$. In an ion the numbers add up to the charge, here $-2$. If sulfur is $x$:

$$x + (-8) = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +6.$$

Worked example. Find the oxidation number of nitrogen in the nitrate ion, $\text{NO}_3^-$.

$$x + 3 \times (-2) = -1 \quad\Rightarrow\quad x - 6 = -1 \quad\Rightarrow\quad x = +5.$$
Tiếng Việt

Số oxi hóa (còn gọi là trạng thái oxi hóa) cho biết bao nhiêu electron một nguyên tử đã mất hoặc nhận so với nguyên tố tự do. Bạn xác định nó bằng các quy tắc đơn giản:

  • một nguyên tố chưa liên kết có số oxi hóa là $0$.
  • một ion đơn có số oxi hóa bằng điện tích của nó (vì vậy $\text{Mg}^{2+}$ là $+2$).
  • Nhóm 1 luôn là $+1$, Nhóm 2 luôn là $+2$.
  • hydro là $+1$ (nhưng $-1$ trong hydride kim loại).
  • oxi là $-2$ (nhưng $-1$ trong peroxide).
  • flo luôn là $-1$.
  • tổng các số oxi hóa trong một hợp chất trung hòa bằng $0$; trong ion thì tổng bằng điện tích.

Một ký hiệu La Mã chỉ ra kích thước của số oxy hóa một nguyên tố, ví dụ sắt(II) có nghĩa là $+2$ và mangan(VII) trong $\text{KMnO}_4$ có nghĩa là $+7$.

Tính số oxy hóa của mangan trong KMnO4: kali là +1, bốn nguyên tử oxi mang -8, và vì tổng bằng không, nên mangan phải là +7
Gán số oxy hóa: cố định các nguyên tử đã biết (K = +1, O = −2 mỗi nguyên tử), sau đó dùng "tổng bằng không" để tìm số chưa biết (Mn = +7)

Ví dụ minh họa. Tìm số oxy hóa của lưu huỳnh trong ion sunfat, $\text{SO}_4^{2-}$.

Mỗi nguyên tử oxy là $-2$, nên bốn nguyên tử oxy cho tổng $4 \times (-2) = -8$. Trong một ion, các con số cộng lại bằng điện tích, ở đây là $-2$. Nếu lưu huỳnh là $x$:

$$x + (-8) = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +6.$$

Ví dụ minh họa. Tìm số oxy hóa của nitơ trong ion nitrat, $\text{NO}_3^-$.

$$x + 3 \times (-2) = -1 \quad\Rightarrow\quad x - 6 = -1 \quad\Rightarrow\quad x = +5.$$
Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
oxidation number/ˌɒksɪˈdeɪʃn ˈnʌmbə/ số oxi hóa
electron/ɪˈlektrɒn/ electron
oxidation/ˌɒksɪˈdeɪʃn/ oxy hóa
reduction/rɪˈdʌkʃn/ khử
electron transfer/ɪˈlektrɒn ˈtrænsfɜː/ chuyển giao electron
6.1

Redox in terms of electrons · ⁨Phản ứng oxi hóa khử theo quan điểm electron⁩

English

A redox 氧化还原 reaction is one where electrons move from one species to another.

  • oxidation 氧化 is the loss of electrons. The oxidation number goes up.
  • reduction 还原 is the gain of electrons. The oxidation number goes down.

A useful memory aid is OIL RIG: Oxidation Is Loss, Reduction Is Gain.

Oxidation and reduction always happen together, because the electrons lost by one species are gained by another. This electron transfer 电子转移 is why we call it a redox reaction.

Tiếng Việt
Nhiều viên pin AA
Pin sử dụng phản ứng oxi hóa khử để đẩy electron quay quanh mạch điện.

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng mà trong đó electron di chuyển từ một chất này sang chất khác.

  • oxi hóa là sự mất electron. Số oxy hóa tăng lên.
  • khử là sự nhận electron. Số oxy hóa giảm xuống.

Một cách ghi nhớ hữu ích là OIL RIG: Oxi hóa Là Mất, Khử Là Nhận.

Oxi hóa và khử luôn xảy ra cùng nhau, vì những electron mất đi của một chất sẽ được nhận bởi chất khác. Sự chuyển dịch electron này chính là lý do ta gọi nó là phản ứng oxi hóa khử.

Zinc mất hai electron để trở thành Zn2+ trong khi các ion đồng nhận chúng để trở thành đồng, với mũi tên chỉ sự chuyển dịch electron
Oxi hóa khử là sự chuyển dịch electron: chất khử mất electron (bị oxi hóa, số lên); chất oxi hóa nhận chúng (bị khử, số xuống)
Explore · ⁨Khám phá⁩

Redox is electron transfer · ⁨Phản ứng oxi hóa - khử là sự chuyển electron⁩

Step through it: the metal loses (is oxidised) and the non-metal gains (is reduced) — oxidation number rises for one, falls for the other. · ⁨Xét từng bước: kim loại mất (bị oxi hóa) và phi kim nhận (bị khử) — số oxi hóa tăng ở chất này, giảm ở chất kia.⁩

Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
redox/rɪˈdɒks/ phản ứng oxi hóa - khử
6.1

Using oxidation numbers to balance equations · ⁨Sử dụng số oxy hóa để cân bằng phương trình⁩

English

Changes in oxidation number help you balance a redox equation:

  1. find the element whose oxidation number rises (it is oxidised) and the one whose number falls (it is reduced).
  2. the total rise must equal the total fall, because every electron lost is gained somewhere.
  3. choose the ratio of the two species so the rise and fall match, then balance the rest of the equation.

Worked example. Balance the reaction of manganate(VII) with iron(II) in acid: $\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}$.

Manganese falls from $+7$ to $+2$ (a fall of $5$); iron rises from $+2$ to $+3$ (a rise of $1$). To make the total fall equal the total rise, take $5$ iron ions for every $1$ manganate ion. Then balance oxygen with water ($4\,\text{H}_2\text{O}$) and hydrogen with $\text{H}^+$ ($8\,\text{H}^+$):

$$\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}.$$
Tiếng Việt

Sự thay đổi số oxy hóa giúp bạn cân bằng phương trình oxi hóa khử:

  1. tìm nguyên tố có số oxy hóa tăng (bị oxi hóa) và nguyên tố có số giảm (bị khử).
  2. tổng lượng tăng phải bằng tổng lượng giảm, vì mọi electron mất đi đều được nhận ở đâu đó.
  3. chọn tỷ lệ giữa hai chất sao cho lượng tăng và giảm khớp nhau, sau đó cân bằng phần còn lại của phương trình.
Sắt tăng từ +2 lên +3 bằng một đơn vị và mangan giảm từ +7 xuống +2 bằng năm đơn vị, nên năm nguyên tử sắt cân bằng một ion permanganat
Cân bằng phương trình oxi hóa khử: tổng lượng tăng số oxy hóa phải bằng tổng lượng giảm, điều này xác định tỷ lệ

Ví dụ minh họa. Cân bằng phản ứng giữa permanganat(VII) và sắt(II) trong môi trường axit: $\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}$.

Mangan giảm từ $+7$ xuống $+2$ (lượng giảm là $5$); sắt tăng từ $+2$ lên $+3$ (lượng tăng là $1$). Để lượng giảm tổng bằng lượng tăng tổng, hãy lấy $5$ ion sắt cho mỗi $1$ ion manganat. Sau đó cân bằng oxi bằng nước ($4\,\text{H}_2\text{O}$) và hydro bằng $\text{H}^+$ ($8\,\text{H}^+$):

$$\text{MnO}_4^- + 5\text{Fe}^{2+} + 8\text{H}^+ \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 5\text{Fe}^{3+} + 4\text{H}_2\text{O}.$$
6.1

Disproportionation · ⁨Phân ly tự oxi hóa khử⁩

English

Disproportionation 歧化 is a special redox reaction in which the same element is both oxidised and reduced at the same time. For example, when chlorine reacts with cold water, some chlorine atoms are reduced (to $\text{Cl}^-$) and others are oxidised (to $\text{ClO}^-$).

Tiếng Việt

Phân ly tự oxi hóa khử là một loại phản ứng oxi hóa khử đặc biệt trong đó cùng một nguyên tố vừa bị oxi hóa vừa bị khử đồng thời. Ví dụ, khi clo tác dụng với nước lạnh, một số nguyên tử clo bị khử (về $\text{Cl}^-$) và một số khác bị oxi hóa (về $\text{ClO}^-$).

Đường số oxy hóa cho thấy clo ở mức 0 đi lên +1 trong ClO- và đi xuống -1 trong Cl-
Phân ly tự oxi hóa khử: clo ($0$) vừa bị oxi hóa thành ClO$^-$ ($+1$) vừa bị khử thành Cl$^-$ ($-1$) cùng lúc
Vocabulary · ⁨Từ vựng⁩ Train · ⁨Luyện tập⁩
English Tiếng Việt
disproportionation/ˌdɪsprəˈpɔːʃəneɪʃn/ phản ứng tự oxi hóa - khử
oxidising agent/ˈɒksɪdaɪzɪŋ ˈeɪdʒənt/ chất oxi hóa
reducing agent/rɪˈdjuːsɪŋ ˈeɪdʒənt/ chất khử
6.1

Oxidising and reducing agents · ⁨Chất oxi hóa và chất khử⁩

English
  • an oxidising agent 氧化剂 takes electrons away from another species. In doing so, it is itself reduced.
  • a reducing agent 还原剂 gives electrons to another species. In doing so, it is itself oxidised.

So in any redox reaction, the oxidising agent causes the oxidation of the other species, while the reducing agent causes the reduction.

Tiếng Việt
Rỉ sét trên bề mặt sắt
S gỉ là quá trình oxi hóa sắt bởi oxy.
  • chất oxi hóa rút electron khỏi một chất khác. Trong quá trình đó, bản thân nó bị khử.
  • chất khử cung cấp electron cho một chất khác. Trong quá trình đó, bản thân nó bị oxi hóa.

Vì vậy, trong bất kỳ phản ứng oxi hóa khử nào, chất oxi hóa gây ra sự oxi hóa của chất kia, trong khi chất khử gây ra sự khử.

6.1

Exam tips · ⁨Mẹo làm bài thi⁩

English
  • Apply the oxidation-number rules in order: O is $-2$ except in peroxides ($-1$); H is $+1$ except in metal hydrides ($-1$).
  • In a redox equation the total increase equals the total decrease in oxidation number — use this to fix the ratio, then balance O with $\text{H}_2\text{O}$ and H with $\text{H}^+$.
  • An oxidising agent is itself reduced; name both what is oxidised/reduced and the agent for full marks.
  • Disproportionation is the same element both oxidised and reduced — show both oxidation-number changes.
Tiếng Việt
  • Áp dụng các quy tắc về số oxy hóa theo thứ tự: O là $-2$ ngoại trừ trong peroxit ($-1$); H là $+1$ ngoại trừ trong hydrua kim loại ($-1$).
  • Trong phương trình oxi hóa khử, tổng lượng tăng bằng tổng lượng giảm số oxy hóa — hãy dùng điều này để xác định tỷ lệ, sau đó cân bằng O bằng $\text{H}_2\text{O}$ và H bằng $\text{H}^+$.
  • Chất oxi hóa bị chính nó khử; hãy nêu cả chất bị oxi hóa/khử và tên chất oxi hóa/khử để đạt điểm tối đa.
  • Phân ly tự oxi hóa khử là cùng một nguyên tố vừa bị oxi hóa vừa bị khử — hãy thể hiện cả hai sự thay đổi số oxy hóa.

Interactive lessons on this topic · ⁨Bài học tương tác về chủ đề này⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.⁩

Past Papers · ⁨Đề thi cũ⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Hóa học A-Level⁩ · ⁨Nhiều chủ đề hơn trong A-Level Chemistry · ⁨Hóa học A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨Đăng nhập hoặc tạo tài khoản⁩

IGCSE, A-Level & AP