PHƯƠNG PHÁP ION – ELECTRON

I.LÍ THUYẾT
Áp dụng giải các bài toán phản ứng oxi hóa –khử có môi trường ;cân bằng các phản ứng oxi hóa –khử có môi trường phức tạp; tính lượng môi trường H+ tham gia phản ứng và ngược lại ; biết lượng sản phẩm khử,tính lượng H+. Chỉ áp dụng cho dạng toán kim loại hoặc hỗn hợp các kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh H2SO4 đặc , HNO3 là tối ưu nhất . Nếu học sinh không biết phương pháp ion-electron này mà sử dụng phương pháp khác để giải những bài toán hóa dạng trên , sẽ mất thời gian và có thể không tìm ra kết quả của bài toán . Đối với bài toán oxit kim loại hoặc hỗn hợp oxit kim loại tác dụng với axit theo phản ứng oxi hóa khử , khi sử dụng phương pháp ion – electron thì ngoài số mol H+ tính theo bán phản ứng ion – electron còn có số mol H+ lấy oxi của oxit để tạo H2O . *PHƯƠNG PHÁP: Cân bằng theo phương pháp ion-electron áp dụng cho các phản ứng oxi hóa – khử xẩy ra trong dung dịch có sự tham gia của môi trường : axit , bazơ , nước . Khi cân bằng cũng sử dụng theo 4 bước như phương pháp thăng bằng electron nhưng chất oxi hóa , chất khử được viết đúng dạng mà nó tồn tại trong dung dịch theo nguyên tắc sau : 1. Nếu phản ứng có axit tham gia : + Vế nào thiếu bao nhiêu O thêm bấy nhiêu H2O để tạo ra H+ ở vế kia và ngược lại . Ví dụ : NO3- NO  Vế phải thiếu 2 O , thêm vế phải 2H2O để tạo vế trái 4 H+ sau đó cân bằng điện tích của bán phản ứng . NO3- + 4H+ + 3e NO +2H2O 2. Nếu phản ứng có bazơ tham gia : + Vế nào thiếu bao nhiêu O thêm lượng OH- gấp đôi để tạo H2O ở vế kia và ngược lại . Ví dụ : Cr2O3 2CrO42- Vế trái thiếu 5 O thêm vế trái 10 OH- để tạo 5H2O ở vế phải , sau đó cân bằng điện tích bán phản ứng . Cr2O3 +10 OH- 2CrO42- + 5H2O + 6e Ngoài ra học sinh cần phải linh hoạt trong các trường hợp ngoài lệ . 3. Nếu phản ứng có H2O tham gia : * Sản phẩm phản ứng tạo ra axit , theo nguyên tắc 1. * Sản phẩm phản ứng tạo ra bazơ , theo nguyên tắc 2.  MnO4- + 2H2O +3e MnO2 + 4OH-  ***Chú ý sự thay đổi số oxi hóa của một số chất theo môi trường : KMnO4 +Trong môi trường bazơ : tạo K2MnO4 +Trong môi trường trung tính và kiềm yếu : tạo MnO2 , KOH + Trong môi trường axit : tạo Mn2+
Các bước cân bằng theo ion – electron
Bước 1: Tách các ion chứa nguyên tố có sự thay đổi số oxi hoá và viết các nửa phản ứng oxi hoá - khử.
Bước 2: Cân bằng các nửa phản ứng
+ Cân bằng nguyên tử:
- Vế nào thiếu Oxi thì thêm H2O
- Vế nào thiếu Hidro thì thêm H+
+ Cân bằng điện tích
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá theo quy tắc:
Tổng số e nhường = Tổng số e nhận
Bước 4: Cộng các nửa phản ứng được phương trình ion rút gọn
Bước 5: Cộng thêm các ion thích hợp để cân bằng phản ứng dạng phân tử.
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng sau:
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
Bước 1: Tách các ion chứa nguyên tố có sự thay đổi số oxi hoá và viết các nửa phản ứng oxi hoá - khử.

→


→
2O
Bước 2: Cân bằng các nửa phản ứng
+ Cân bằng nguyên tử:

→

2
+ 10H+ →
2O + 5H2O
+ Cân bằng điện tích

→
+ 3e
2
+ 10H+ + 8e →
2O + 5H2O
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá
8
→
+ 3e
3 2
+ 10H+ + 8e →
2O + 5H2O
Bước 4: Cộng các nửa phản ứng được phương trình ion rút gọn
8
+ 6
+ 30H+ → 8
+ 3
2O + 15H2O
Bước 5: Cộng thêm các ion thích hợp để cân bằng phản ứng dạng phân tử.
8
+ 30H
→ 8
(NO3)3 + 3
2O + 15H2O

Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng sau:
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Bước 1: Tách các ion chứa nguyên tố có sự thay đổi số oxi hoá