Chất khử là gì? Tầm quan trọng của chất khử trong các phản ứng hóa học

Chất khử hay còn có tên gọi khác là tác nhân khử, đóng vai trò là chất cho điện từ trong phản ứng oxi hóa khử. Nó có vai trò quan trọng trong nhiều quá trình oxi hóa khử, điện phân các chất. Cùng LabVIETCHEM tìm hiểu chất khử là gì? Vai trò của nó trong các phản ứng oxi hóa khử. 

1. Chất khử là gì?

Chất khử còn biết đến là tác nhân khử hay chất bị oxi hóa, đây là nguyên tố hóa học có trong các phản ứng oxi hóa khử có tác dụng khử 1 chất khác. 

Trong phản ứng oxi hóa khử, nó là chất cho điện tử (chất nhường electron), chẳng hạn như phản ứng hóa học sau:

2Zn(rắn) + O2 → 2Zn2+ (rắn) + 2O2-

Chất khử là gì? 

Chất khử trong phản ứng trên là kẽm, kẽm cho 2 điện tử hóa trị và trở thành 1 ion, tạo thành hợp chất bền vững với oxi.

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng hóa học trong đó có sự trao đổi electron giữa các chất tham gia, dẫn đến sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố. Trong phản ứng này, chất bị oxi hóa sẽ mất electron, trong khi chất bị khử sẽ nhận electron. Phản ứng hóa học này có vai trò quan trọng trong tự nhiên và trong các ứng dụng công nghiệp.

2. Mức độ mạnh yếu của chất khử

Một chất khử mạnh là chất dễ mất hoặc cho đi các electron. Hạt nhân của nguyên tử có xu hướng thu hút các electron xung quanh. Đối với những nguyên tố có bán kính nguyên tử lớn, khoảng cách từ hạt nhân đến các electron ở xa hơn và lực hấp dẫn của hạt nhân yếu hơn. Vì vậy, những nguyên tố này thường có tính khử cao hơn. Thêm vào đó, các nguyên tố có độ âm điện thấp thì khả năng của nguyên tử hoặc phân tử của chúng trong việc thu hút các electron liên kết là yếu hơn. Năng lượng ion hóa tương đối thấp của chúng cũng góp phần làm cho chúng trở thành những chất khử mạnh. Thế khử của một số chất khử phổ biến được thể hiện ở bảng dưới đây:

Một số chất khử mạnh điển hình như các kim loại kiềm và kiềm thổ bao gồm: Kali, calci, bari, natri, magie và hợp chất chứa ion H-,...

Mỗi nguyên tố có thế đóng vai trò là chất khử hoặc chất oxi hóa, còn tùy thuộc vào điều kiện tham gia phản ứng. 

Chất khử và chất oxi hóa

3. Phân loại chất khử

3.1. Chất khử hữu cơ

Chất khử hữu cơ là những hợp chất hữu cơ có khả năng mất electron, giúp oxy hóa các chất khác trong các phản ứng hóa học. Chúng thường chứa các nguyên tử cacbon và hydro, kết hợp với các nguyên tử khác như oxi, nitơ, lưu huỳnh và halogen.

Cấu trúc của chất khử hữu cơ có thể là các hợp chất đơn giản như hydrocarbon (chỉ chứa carbon và hydro) hoặc là các hợp chất phức tạp hơn như rượu, andehit, xeton và axit cacboxylic.

Tính chất của chất khử hữu cơ bao gồm khả năng mất electron, khả năng tạo liên kết hóa học, tính acid - bazơ và khả năng phản ứng. Chúng có thể tham gia vào các phản ứng oxi hóa - khử, phản ứng thế và phản ứng cộng.

Chất khử hữu cơ có nhiều vai trò trong cuộc sống như sản xuất dược phẩm, chất tẩy rửa, chất bảo quản thực phẩm và trong quá trình tổng hợp các hợp chất quan trọng khác.

3.2. Chất khử vô cơ

Chất khử vô cơ là chất cho electron, làm giảm số oxi hóa của chất đó, bao gồm kim loại, ion hydrite (H-) và muối khử. 

Chất khử vô cơ có ứng dụng quan trọng trong các phản ứng hóa học và quá trình khử. 

4. Tầm quan trọng của chất khử trong phản ứng hóa học

Các chất khử và chất oxy hóa có thể gây ra hiện tượng ăn mòn điện hóa, là "sự suy giảm chất lượng của kim loại do các phản ứng điện hóa". Quá trình này yêu cầu sự tham gia của các ion đóng vai trò nhận điện tích (ion dương) và các ion đóng vai trò cho điện tích (ion âm). Anot là điện cực nơi xảy ra quá trình oxy hóa, do chất khử mất electron tại đây, trong khi catot là điện cực nơi diễn ra quá trình khử, do chất oxy hóa nhận electron. Sự ăn mòn điện hóa xảy ra khi có sự chênh lệch thế oxy hóa giữa hai khu vực. Khi điều này xảy ra, kim loại tại anot sẽ bắt đầu bị ăn mòn dần do sự hình thành một mạch điện khép kín thông qua chất điện phân.

Phản ứng oxi hóa khử 

Trên đây là những chia sẻ của LabVIETCHEM về chất khử và tầm quan trọng của nó trong các phản ứng hóa học. Nếu còn điều gì băn khoăn và thắc mắc, hãy để lại bên dưới  phần bình luận để chúng tôi giải đáp.