Chất khử là gì? Đặc điểm tính chất và ứng dụng của chất khử?

Chất khử là gì? Chất khử (hay tác nhân khử) là một nguyên tố hóa học hay một hợp chất trong các phản ứng oxy hóa khử có khả năng khử một chất khác. Để thực hiện điều đó nó trở thành chất bị oxy hóa, và vì thế nó là chất cho điện từ trong phản ứng oxy hóa khử. Chất khử đồng thời cũng là chất bị oxy hóa

Chất khử là chất gì?

Chất khử là chất nhường electron hay được hiểu là chất cho điện từ trong chuỗi phản ứng oxi hóa khử. Chất khử là chất bị oxi hóa.

Chất khử hay còn gọi là tác nhân khử có thể là một nguyên tố hóa học hoặc một hợp chất xảy ra trong các phản ứng oxi hóa khử. Khả năng của chất khử là khử một chất khác. Để phản ứng có thể xảy ra, nó trở thành một chất bị oxi hóa.

Chất khử có thực sự quan trọng trong quá trình oxi hóa khử không?

Thực chất các chất khử và chất oxi hóa là các chất có khả năng ăn mòn điện hóa. Phản ứng oxi hóa khử là sự xuống cấp của kim loại trong quá trình hoạt động điện hóa.

Quá trình này cần có 1 hoặc nhiều ion đảm nhiệm vai trò:

• Nhận điện tích (ion điện tích dương)
• 1 hoặc nhiều ion đảm nhiệm vai trò cho điện tích ( ion điện tích âm)  thì mới có thể xảy ra.
• Anot (chất khử) là một nguyên tố mất điện tử.
• Vậy nên quá trình oxi hóa diễn ra tại anot (bị oxi hóa)
• Catot (chất oxi hóa) là một nguyên tố nhận điện tử.
• Vậy nên quy trình khử luôn xảy ra tại catot.

Khi xuất hiện sự chênh lệch về thế oxi hóa, sự ăn mòn điện hóa sẽ được diễn ra. Khi qua trình này xảy ra, anot kim loại sẽ bắt đầu bị hư hại dần. Nguyên nhân bắt nguồn do anot kim loại có một mạch điện khép kín đi thông qua chất điện phân.

Thông tin cơ bản về chất khử

Tính khử của chất khử thì sẽ ngược lại so với chất oxi hóa. Về quy trình vận chuyển oxi, trong các phản ứng khử sẽ làm mất đi oxi.  Trong điều kiện di chuyển hidro, phản ứng khử xảy ra và thu được khí hidro.

Ví dụ: Trong ví dụ giữa khí metan và oxi: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O; khí oxi đã bị giảm đi vì nó đã thu được khí hidro. Xét về sự di chuyển electron, tính khử là tính thu được các hạt electron.

• Tóm lại, chất kia phải trải qua quy trình khử và chất khử sẽ bị oxi hóa.
• Các chất có tính khử mạnh thì sẽ có khả năng tăng electron một cách dễ dàng.
• Khi nguyên tử có bán kính lớn, lực hút giữa các hạt nhân và các hạt electron có hóa trị sẽ bị yếu đi.
• Vậy nên các nguyên tử lớn hơn sẽ là những chất là chất khử tốt.
• Hơn hết chất khử tốt thường sẽ có độ âm điện thấp hơn cà năng lượng ion hóa nhỏ. M

Một số chất khử phổ biến thường thấy là Natri Borohydrid, Nhôm Hydrua Liti, Acid Fomic, Acid Ascorbic, hỗn hống Natri và hỗn hống thủy ngân kẽm,…

Sự khác biệt giữa chất khử và chất oxi hóa

Trong các phản ứng oxi hóa khử thì các chất oxi hóa lược bỏ các hạt electron từ chất khác còn chất khử lại nhường electron.

Vậy nên, các chất oxi hóa sẽ oxi hóa các chất khác còn chất khử thì làm khử chúng.

Trong một quy trình phản ứng, chất oxi hóa sẽ phải trải qua quá trình khử. Ngược lại, chất khử sẽ phải trải qua quá trình oxi hóa.

So với chất oxi hóa thì chất khử có độ âm điện thấp hơn, năng lượng từ ion hóa thấp hơn và bán kính nguyên tử lớn hơn.

Phản ứng oxi hóa khử hay còn gọi là dưỡng hóa gồm tất cả những phản ứng hóa học mà trong đó các nguyên tử có trạng thái oxi hóa thay đổi. Phản ứng oxi hóa khử thường liên quan đến việc chuyển giao điên tử ( chuyển giao các hạt electron) giữa các nguyên tố hóa học.

• Quy trình oxi hóa khử có thể đơn giản như quy trình của cacbon tạo ra cacbon dioxide (CO2).
• Hoặc sự khử cacbon nhờ hidro sinh ra khí metan (CH4).
• Nhưng quy trình oxi hóa cũng có thể vô cùng phức tạp như quy trình oxi hóa glucoza (C6H12O6) trong cơ thể con người.
• Phải thông qua rất nhiều quy trình phức tạp di chuyển các điện tử thì mới có thể chuyển hóa.

Vai trò của chất khử

Chất khử có vai trò quan trọng có khả năng ăn mòn điện hóa. Nó chính là biểu hiện của sự xuống cấp các kim loại do các hoạt động điện hóa diễn ra. Nó có vai trò quan trọng trong quá trình oxi hóa khử, là chất nhường các hạt electron.

Phản ứng oxi hóa khử

Trong phản ứng oxi hóa khử sẽ xuất hiện chất khử, chất oxi hóa, quá trình khử và quá trình oxi hóa. Hãy cùng Tafuma tìm hiểu chi tiết ngay sau đây!

Chất oxi hóa là gì?

Ở trên Tafuma đã giúp bạn giải thích chất khử là gì, vậy ở phần này chất oxy hóa là gì? Trái với loại chất này, chất oxi hóa là chất/ hợp chất hóa học có khả năng nhận thêm các electron. Vì vậy chúng có số oxi hóa giảm sau phản ứng oxi hóa khử.

Phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học, trong đó xảy ra sự chuyển dịch các electron giữa các chất trong phản ứng. Có thể hiểu đơn giản, phản ứng oxi hóa khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố. Trong đó:

• Là chất nhường electron
• Chất oxi hóa là chất nhận electron
• Sự oxi hóa là quá trình nhường electron
• Sự khử là quá trình nhận electron của các chất

Vì vậy, phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng xảy ra đồng thời sự oxi hóa và sự khử. Lấy ví dụ minh họa để bạn dễ hiểu hơn nhé!

• Phương trình hóa học: Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4
• Sắt thay đổi số oxi hóa từ Fe0 → Fe2+ + 2e . Vậy sắt chính là chất khử, quá trình làm tăng số oxi hóa của sắt gọi là sự oxi hóa
• Cu thay đổi số oxi hóa từ Cu+2 + 2e → Cu0 . Vậy Cu chính là chất oxy hóa, quá trình giảm số oxi hóa của ion đồng là sự khử.

Ý nghĩa của phản ứng Oxi hóa – khử trong thực tiễn

Phản ứng oxi hóa khử là quá trình xảy ra thường xuyên trong tự nhiên và là tất yếu. Từ sự hô hấp của thực vật và con người, quá trình trao đổi chất, vận hành của sinh học đều có phản ứng này.

Ứng dụng trong đời sống con người

Như đã nói ở trên, phản ứng oxi hóa – khử diễn ra hằng ngày trong cuộc sống. Phản ứng hóa học này xuất hiện đa dạng và con người đã áp dụng thành công nó vào trong đời sống. Từ đó giúp tiết kiệm được nhiều công sức, chi phí cho con người. Ứng dụng của oxi hóa – khử cụ thể như sau:

Ứng dụng trong đốt cháy nhiên liệu, xăng dầu

• Đốt cháy than với sự tác dụng của Cacbon và Oxi: C + O2 → CO2
• Phản ứng oxi hóa thường gặp khi đốt cháy các khí tự nhiên: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
• Xảy ra khi bật bếp gas: 2C4H10+13O2→8CO2+10H2O

Ngoài ra phản ứng này được ứng dụng trong các sự hô hấp, quang hợp tự nhiên. Hoặc nó diễn ra gần gũi với sự han gỉ kim loại, thối rữa xác động vật, sự cháy nổ,…

Ứng dụng phản ứng oxi hóa khử trong công nghiệp

Con người đã và đang vận dụng tốt phản ứng này để đưa vào sản xuất nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: luyện kim gang thép, luyện nhôm, sản xuất và điều chế các hóa chất như sút, axit. Ngoài ra ngành sản xuất phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu cũng áp dụng phần lớn các phản ứng oxi hóa khử.

Khôi Nguyên Effect hy vọng với bài viết về Chất khử là chất gì? và tính chất của Chất khử ở trên, mong những chia sẻ giúp ích cho quý bạn đọc hiểu thêm về Chất khử