CHẤT KHỬ: NÓ LÀ GÌ, MẠNH NHẤT, VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Chất khử là chất có chức năng khử chất oxi hóa trong phản ứng khử oxit. Về bản chất, chất khử là chất cho điện tử, thường là các chất ở mức ôxy hóa thấp nhất và có số lượng điện tử cao.

Xảy ra một phản ứng hóa học trong đó trạng thái oxi hóa của các nguyên tử khác nhau. Những phản ứng này bao gồm một quá trình khử và một quá trình oxy hóa bổ sung. Trong những phản ứng này, một hoặc nhiều electron từ một phân tử, nguyên tử hoặc ion này được chuyển sang một phân tử, nguyên tử hoặc ion khác. Điều này liên quan đến việc tạo ra một phản ứng khử oxit.

Trong quá trình khử oxit, nguyên tố hoặc hợp chất nào mất (hoặc nhường) điện tử (hoặc các điện tử) của nó được gọi là chất khử, ngược lại chất oxi hóa đó là chất nhận điện tử. Sau đó các chất khử được cho là chất khử chất oxi hóa, và chất oxi hóa sẽ oxi hóa chất khử.

Chất khử tốt nhất hoặc mạnh nhất là chất có bán kính nguyên tử cao nhất; nghĩa là chúng có khoảng cách lớn hơn từ hạt nhân của chúng đến các electron bao quanh nó.

Chất khử thường là kim loại hoặc ion âm. Các chất khử phổ biến bao gồm axit ascorbic, lưu huỳnh, hydro, sắt, lithium, magiê, mangan, kali, natri, vitamin C, kẽm và thậm chí cả chiết xuất cà rốt.

Chất khử là gì?

Như đã đề cập, các chất khử có nhiệm vụ khử một chất oxi hóa khi phản ứng khử oxit xảy ra.

Một phản ứng đơn giản và điển hình của phản ứng khử oxit là phản ứng hô hấp tế bào hiếu khí:

C ₆ H ₁₂ O ₆ (s) + 6O ₂ (g) → 6CO ₂ (g) + 6H ₂ O (l)

Trong trường hợp này, khi glucozơ (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) phản ứng với oxi (O ₂ ), glucozơ hoạt động như chất khử để nhường electron cho oxi - nghĩa là nó đang bị oxi hóa - và oxi trở thành chất oxi hóa.

Trong hóa học hữu cơ, chất khử tốt nhất là thuốc thử cung cấp hydro (H ₂ ) cho phản ứng. Trong lĩnh vực hóa học này, phản ứng khử đề cập đến việc bổ sung hydro vào phân tử, mặc dù định nghĩa trên (phản ứng khử oxit) cũng được áp dụng.

Yếu tố quyết định độ mạnh của chất khử

Đối với một chất được coi là "mạnh", người ta mong đợi rằng chúng là những phân tử, nguyên tử hoặc ion ít nhiều dễ dàng loại bỏ các electron của chúng.

Muốn vậy, có một loạt các yếu tố phải được tính đến để nhận ra lực mà một chất khử có thể có: độ âm điện, bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa và thế khử.

Độ âm điện

Độ âm điện là tính chất mô tả xu hướng của một nguyên tử để thu hút một cặp electron liên kết về phía chính nó. Độ âm điện càng lớn thì lực hấp dẫn mà nguyên tử tác dụng lên các electron bao quanh nó càng lớn.

Trong bảng tuần hoàn, độ âm điện tăng dần từ trái sang phải nên các kim loại kiềm là nguyên tố có độ âm điện nhỏ nhất.

Đài nguyên tử

Nó là thuộc tính đo số lượng nguyên tử. Nó đề cập đến khoảng cách điển hình hoặc trung bình từ tâm của hạt nhân nguyên tử đến ranh giới của đám mây electron xung quanh.

Tính chất này không chính xác - và ngoài ra, một số lực điện từ có liên quan đến định nghĩa của nó - nhưng người ta biết rằng giá trị này giảm từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn, và tăng từ trên xuống dưới. Đây là lý do tại sao kim loại kiềm, đặc biệt là xêzi, được coi là có bán kính nguyên tử cao hơn.

Năng lượng ion hóa

Tính chất này được định nghĩa là năng lượng cần thiết để loại bỏ electron ít liên kết nhất khỏi nguyên tử (electron hóa trị) để tạo thành cation.

Người ta nói rằng các electron càng gần hạt nhân của nguyên tử mà chúng bao quanh thì năng lượng ion hóa của nguyên tử càng cao.

Năng lượng ion hóa tăng từ trái sang phải và từ dưới lên trên trong bảng tuần hoàn. Một lần nữa, kim loại (đặc biệt là kim loại kiềm) có năng lượng ion hóa thấp hơn.

Giảm tiềm năng

Nó là thước đo xu hướng của một loài hóa học để nhận được các điện tử và do đó, bị khử. Mỗi loài đều có một thế khử nội tại: thế càng cao thì ái lực với điện tử của nó càng lớn và khả năng cũng bị khử.

Chất khử là những chất có thế khử thấp nhất do có ái lực với điện tử thấp.

Chất khử mạnh hơn

Với các yếu tố đã trình bày ở trên, có thể kết luận rằng để tìm được chất khử “mạnh” thì cần một nguyên tử hoặc phân tử có độ âm điện thấp, bán kính nguyên tử cao và năng lượng ion hóa thấp.

Như đã đề cập, kim loại kiềm có những đặc điểm này và được coi là chất khử mạnh nhất.

Mặt khác, liti (Li) được coi là chất khử mạnh nhất vì nó có khả năng khử ít nhất, trong khi phân tử LiAlH ₄ được coi là chất khử mạnh nhất, vì nó chứa chất này và các đặc tính mong muốn khác.

Ví dụ về phản ứng với chất khử

Có nhiều trường hợp giảm rỉ sét trong cuộc sống hàng ngày. Một số tiêu biểu nhất được trình bày chi tiết dưới đây:

ví dụ 1

Phản ứng cháy của octan (thành phần chính của xăng):

2C ₈ H ₁₈ (l) + 25O ₂ → 16CO ₂ (g) + 18H ₂ O (g)

Có thể thấy cách octan (chất khử) nhường electron cho oxy (chất oxi hóa), tạo thành carbon dioxide và nước với số lượng lớn.

Ví dụ 2

Sự thủy phân của glucose là một ví dụ hữu ích khác về sự khử phổ biến:

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2ADP + 2P + 2NAD ⁺ → 2CH ₃ COCO ₂ H + 2ATP + 2NADH

Trong phản ứng này, các phân tử của NAD (chất nhận điện tử và chất oxy hóa trong phản ứng này) lấy điện tử từ glucose (chất khử).

Ví dụ 3

Cuối cùng, trong phản ứng oxit sắt

Fe ₂ O ₃ (s) + 2Al (s) → Al ₂ O ₃ (s) + 2Fe (l)

Chất khử là nhôm, còn chất oxi hóa là sắt.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (sf). Wikipedia. Lấy từ en.wikipedia.org
2. Đài BBC. (sf). BBC.co.uk. Lấy từ bbc.co.uk
3. Pearson, D. (nd). Hóa học LibreTexts. Lấy từ chem.libretexts.org
4. Nghiên cứu, B. (sf). Trang web nghiên cứu Bodner. Lấy từ chemed.chem.purdue.edu
5. Peter Atkins, LJ (2012). Nguyên tắc hóa học: Nhiệm vụ tìm hiểu sâu sắc.