Cân bằng các phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron

1. Cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron 

Cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron là một phương pháp cân bằng phản ứng hóa học dựa trên nguyên tắc bảo toàn điện tích trong phản ứng. Điều này có nghĩa là tổng số electron ở trạng thái ban đầu phải bằng tổng số electron ở trạng thái cuối của phản ứng. Phương pháp này giúp xác định số lượng và cân bằng các hạt điện tử trong phản ứng hóa học để đảm bảo tính bão toàn điện tích.

Để cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron, bạn có thể thực hiện các bước sau:

Ghi công thức hóa học cho các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng.

Xác định số electron trong mỗi phân tử hoặc ion của các chất tham gia và sản phẩm. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng bảng tuần hoàn để xác định số valence electron của từng nguyên tử.

Xác định sự thay đổi số electron trong quá trình phản ứng cho mỗi chất. Điều này bao gồm việc xác định các phản ứng oxi-hoá khử và xác định mức độ oxi-hoá của các nguyên tử trong phản ứng.

Cân bằng số electron bằng cách thay đổi các hệ số trước các chất trong phản ứng sao cho tổng số electron ở trạng thái ban đầu bằng tổng số electron ở trạng thái cuối.

Kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo rằng số lượng các loại nguyên tử và ion cũng đã được cân bằng.

Khi bạn đã hoàn thành các bước này, bạn sẽ có thể cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron, đảm bảo tính bão toàn điện tích trong phản ứng hóa học.

2. Bài tập cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron

Bài tập 1: Cân bằng phản ứng sau đây bằng phương pháp thăng bằng electron

Phản ứng: Cr₂O₇²⁻ + H₂SO₄ → Cr³⁺ + SO₄²⁻ + H₂O

Bước 1: Ghi công thức hóa học cho các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng:

Cr₂O₇²⁻ + H₂SO₄ → Cr³⁺ + SO₄²⁻ + H₂O

Bước 2: Xác định số electron trong mỗi phân tử hoặc ion của các chất tham gia và sản phẩm:

Cr₂O₇²⁻: Số electron từ Cr: 2×(6 e⁻) + Số electron từ O: 7×(6 e⁻) + Số electron từ 2−: 2 e⁻ = 12 + 42 + 2 = 56 e⁻

H₂SO₄: Số electron từ H: 2×(1 e⁻) + Số electron từ S: 1×(6 e⁻) + Số electron từ O: 4×(6 e⁻) = 2 + 6 + 24 = 32 e⁻

Cr³⁺: Số electron từ Cr³⁺: 3×(6 e⁻) = 18 e⁻

SO₄²⁻: Số electron từ S: 1×(6 e⁻) + Số electron từ O: 4×(6 e⁻) + Số electron từ 2−: 2 e⁻ = 6 + 24 + 2 = 32 e⁻

H₂O: Số electron từ H₂O: 2×(1 e⁻) + Số electron từ O: 1×(6 e⁻) = 2 + 6 = 8 e⁻

Bước 3: Xác định sự thay đổi số electron trong quá trình phản ứng cho mỗi chất:

Sự thay đổi của Cr₂O₇²⁻: 56 e⁻ - 56 e⁻ = 0 e⁻

Sự thay đổi của H₂SO₄: 32 e⁻ - 32 e⁻ = 0 e⁻

Sự thay đổi của Cr³⁺: 0 e⁻ - 3×(6 e⁻) = -18 e⁻

Sự thay đổi của SO₄²⁻: 0 e⁻ - 32 e⁻ = -32 e⁻

Sự thay đổi của H₂O: 0 e⁻ - 8 e⁻ = -8 e⁻

Bước 4: Cân bằng số electron bằng cách thay đổi các hệ số trước các chất trong phản ứng:

Cr₂O₇²⁻ + 3H₂SO₄ → 2Cr³⁺ + 3SO₄²⁻ + 7H₂O

Bước 5: Kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo rằng số lượng các loại nguyên tử và ion cũng đã được cân bằng.

Bài tập 2: Cân bằng phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng số electron

NaBr + Cl₂ → NaCl + Br₂

Để cân bằng phản ứng NaBr + Cl2 -> NaCl + Br2 bằng phương pháp thăng bằng electron, bạn cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Ghi công thức hóa học cho các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng:

NaBr + Cl2 -> NaCl + Br2

Bước 2: Xác định số electron trong mỗi phân tử hoặc ion của các chất tham gia và sản phẩm:

NaBr: Số electron từ NaBr: Số electron từ Na: 1×(1 e⁻) + Số electron từ Br: 1×(7 e⁻) = 1 + 7 = 8 e⁻

Cl2: Số electron từ Cl2: 2×(7 e⁻) = 14 e⁻

NaCl: Số electron từ NaCl: Số electron từ Na: 1×(1 e⁻) + Số electron từ Cl: 1×(7 e⁻) = 1 + 7 = 8 e⁻

Br2: Số electron từ Br2: 2×(7 e⁻) = 14 e⁻

Bước 3: Xác định sự thay đổi số electron trong quá trình phản ứng cho mỗi chất:

Sự thay đổi của NaBr: 8 e⁻ - 8 e⁻ = 0 e⁻

Sự thay đổi của Cl2: 14 e⁻ - 0 e⁻ = 14 e⁻

Sự thay đổi của NaCl: 0 e⁻ - 8 e⁻ = -8 e⁻

Sự thay đổi của Br2: 0 e⁻ - 14 e⁻ = -14 e⁻

Bước 4: Cân bằng số electron bằng cách thay đổi các hệ số trước các chất trong phản ứng sao cho tổng số electron ở trạng thái ban đầu bằng tổng số electron ở trạng thái cuối:

NaBr + Cl2 -> NaCl + Br2

Để cân bằng số electron, bạn cần đặt hệ số 2 trước NaBr và NaCl và hệ số 1 trước Cl2 và Br2:

2NaBr + Cl2 -> 2NaCl + Br2

Bước 5: Kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo rằng số lượng các loại nguyên tử và ion cũng đã được cân bằng. Bây giờ phản ứng đã được cân bằng phương pháp thăng bằng electron và tổng số electron ở trạng thái ban đầu bằng tổng số electron ở trạng thái cuối của phản ứng.

Bài tập 3: Cân bằng Fe2O3 + CO → Fe + CO2 bằng phương pháp cân bằng electron

Để cân bằng phản ứng Fe2O3 + CO -> Fe + CO2 bằng phương pháp thăng bằng electron, bạn cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Ghi công thức hóa học cho các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng: Fe2O3 + CO -> Fe + CO2

Bước 2: Xác định số electron trong mỗi phân tử hoặc ion của các chất tham gia và sản phẩm:

Fe2O3: Số electron từ Fe2O3: Số electron từ Fe: 2×(26 e⁻) + Số electron từ O: 3×(8 e⁻) = 52 + 24 = 76 e⁻

CO: Số electron từ CO: Số electron từ C: 1×(6 e⁻) + Số electron từ O: 1×(6 e⁻) = 6 + 6 = 12 e⁻

Fe: Số electron từ Fe: 1×(26 e⁻) = 26 e⁻

CO2: Số electron từ CO2: Số electron từ C: 1×(6 e⁻) + Số electron từ O: 2×(8 e⁻) = 6 + 16 = 22 e⁻

Bước 3: Xác định sự thay đổi số electron trong quá trình phản ứng cho mỗi chất:

Sự thay đổi của Fe2O3: 76 e⁻ - 76 e⁻ = 0 e⁻

Sự thay đổi của CO: 12 e⁻ - 0 e⁻ = 12 e⁻

Sự thay đổi của Fe: 0 e⁻ - 26 e⁻ = -26 e⁻

Sự thay đổi của CO2: 0 e⁻ - 22 e⁻ = -22 e⁻

Bước 4: Cân bằng số electron bằng cách thay đổi các hệ số trước các chất trong phản ứng sao cho tổng số electron ở trạng thái ban đầu bằng tổng số electron ở trạng thái cuối:

Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2

Bước 5: Kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo rằng số lượng các loại nguyên tử và ion cũng đã được cân bằng.

3. Phương pháp thăng bằng electron

Phương pháp thăng bằng electron (phương pháp cân bằng electron) trong cân bằng phản ứng hóa học được thực hiện qua các bước sau:

Bước 1: Xác định số oxi hoá của từng nguyên tố trong các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng. Điều này giúp xác định nguyên tố nào thay đổi số oxi hoá trong phản ứng.

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử cho các nguyên tố thay đổi số oxi hoá trong phản ứng. Trong quá trình này, nguyên tố oxi hoá sẽ mất electron (quá trình oxi hoá), và nguyên tố bị khử sẽ nhận electron (quá trình khử). Cân bằng số electron trong mỗi quá trình này.

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp để cân bằng số electron nhường và số electron nhận trong quá trình oxi hoá và khử. Điều này đôi khi đòi hỏi nhân các phản ứng để đảm bảo tổng số electron nhường và nhận bằng nhau.

Bước 4: Đặt hệ số của các chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Điều này bao gồm việc điều chỉnh hệ số trước các chất để cân bằng số electron nhường và nhận.

Bước 5: Kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo rằng số lượng các loại nguyên tử và ion cũng đã được cân bằng. Khi hoàn thành các bước trên, bạn đã cân bằng phản ứng hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron, đảm bảo tính bão toàn electron trong phản ứng.

Mong rằng những thông tin chúng tôi cung cấp đã hữu ích cho các bạn. 

Tham khảo thêm: Công thức hóa học là gì? Các công thức hóa học lớp 8 cần nhớ