Lý thuyết dãy điện hóa kim loại và mẹo ghi nhớ cực hiệu quả

Dãy điện hóa kim loại trong hóa học vô cơ là phần nội dung cực kỳ quan trọng mà các em phải nắm rõ. Qua đó các em mới có nền tảng để học các phần kiến thức hóa học vô cơ sau này. Tuy nhiên, dãy điện hóa của kim loại không chỉ dài mà còn khá phức tạo nên các em rất khó nhớ. Nhưng nếu các em có đầy đủ kiến thức lý thuyết dãy điện hóa kim loại, cùng mẹo ghi nhớ để áp dụng thì mọi chuyện sẽ đơn giản hơn rất nhiều. Bài viết này của Admin chính là bí quyết “vàng” giúp các em nắm rõ và học nhanh dãy điện hóa kim loại đó nhé!

Trong phản ứng hóa học, cation của kim loại có thể nhận các điện tích electron để biến thành nguyên tử kim loại. Ngược lại, các nguyên tử kim loại cũng có khả năng nhường các electron để tạo ra các cation kim loại. Ví dụ dễ hiểu như sau:

$C u^{2 +} + 2 e \leftrightarrow C u$

$A g^{+} + 1 e \leftrightarrow A g$

Như vậy, các em có thể hiểu dãy điện hóa kim loại là những cặp oxi hóa - khử của kim loại. Trong dãy này chúng sẽ được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa và giảm dần về tính khử của kim loại.

Một dãy điện hóa đầy đủ của kim loại như sau:

Dãy điện hóa đầy đủ của kim loại

Từ dãy điện hóa của kim loại, các em có thể nhận biết được các cặp chất tác dụng với nhau. Từ đó có thể dự đoán được các yếu tố như sau:

So sánh được tính oxi hóa và tính khử của kim loại: Tính oxi hóa của ion kim loại $M^{n +}$ càng mạnh thì tính khử của kim loại đó càng yếu. Ngược lại, nếu tính oxi hóa của kim loại $M^{n +}$ càng yếu thì tính khử của kim loại này càng mạnh. Ví dụ: Kim loại Na có tính khử mạnh bởi ion $N a^{+}$ có tính oxi hóa yếu, nhưng kim loại $A g^{+}$ lại có tính khử yếu bởi nó có tính oxi hóa mạnh.
Xác định được chiều phản ứng oxi hóa - khử xảy ra: Dựa vào dãy điện hóa kim loại, các em có thể dễ dàng xác định được chiều xảy ra của phản ứng giữa các cặp oxi hóa - khử theo quy tắc alpha. Tức là, phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa - khử chỉ xảy ra theo chiều có chứa chất oxi hóa mạnh hơn bởi nó sẽ oxi hóa chất khử mạnh hơn, sau đó là sinh ra oxi yếu hơn và chất khử yếu hơn.
Xét một cặp phản ứng oxi hóa - khử: Để một cặp kim loại có thể xảy ra phản ứng oxi hóa - khử ta cần áp dụng quy tắc: Chất khử mạnh kết hợp với chất oxi hóa mạnh để sinh ra chất oxi hóa yếu và chất khử yếu hơn.

Ý nghĩa dãy điện hóa kim loại

Với dãy điện hóa kim loại đầy đủ, các em có thể dựa vào đó để xác định các tính chất hóa học của kim loại trong dãy. Tính chất hóa học nổi bật nhất của kim loại là tính khử với cách viết dãy điện hóa của kim loại theo công thức chung như sau:

$M \to M^{n +} + n e$ (với 1≤ n ≤ 3)

Cụ thể các tính chất hóa học của kim loại như sau:

Phản ứng với axit

Nhiều các kim loại đều phản ứng với các dung dịch acid để tạo ra sản phẩm là muối mới và giải phóng khí hydrogen. Tuy nhiên, cũng có những trường hợp ngoại lệ là kim loại không xảy ra phản ứng với acid.

Khi cho kim loại tác dụng với dung dịch acid HCl hoặc $H_{2} S O_{4}$ loãng thì kim loại sẽ khử $H^{+}$ để tạo thành $H_{2}$ . Ví dụ như:

$F e + 2 H C l \to F e C l_{2} + H_{2}$

Khi cho kim loại tác dụng với dung dịch acid $H N O_{3}$ hoặc $H_{2} S O_{4}$ đặc, lúc này kim loại sẽ khử $N^{+ 5}, S^{+ 6}$ xuống mức oxi hóa thấp hơn và sinh ra khí NO. Ví dụ như:

$3 C u + H N O_{3} \to 3 C u S O_{4} + 2 N O + 4 H_{2} O$

Phản ứng với phi kim

Một số kim loại trong dãy điện hóa sẽ phản ứng với phi kim để tạo ra các muối tương ứng. Thường kim loại sẽ tác dụng với các phi kim thường gặp như: oxygen, Sulfur hoặc chlorine và tạo ra muối kết tủa.

Ví dụ như:

Kim loại tác dụng với Chlorine: $2 F e + C l_{2} \to 2 F e C l_{3}$
Kim loại tác dụng với Sulfur: $H g + S \to H g S$
Kim loại tác dụng với oxygen: $4 A l + O_{2} \to 2 A l_{2} O_{3}$

Các tính chất hóa học của kim loại trong dãy điện hóa

Phản ứng với muối

Khi cho kim loại tác dụng với muối sẽ tạo ra muối mới và kim loại mỏi bởi kim loại có tính chất mạnh hơn sẽ đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối.

Ví dụ như:

$F e + C u S O_{4} \to F e S O_{4} + C u$

Phản ứng với nước

Các loại loại thuốc nhóm IA và IIA khi cho phản ứng với nước sẽ tạo ra dung dịch kiềm kèm khí hydrogen.

Ví dụ như:

$2 N a + 2 H_{2} O \to 2 N a O H + H_{2}$

Khi các em học lên các chương trình hóa học cao hơn, các em càng dần dần nhận ra rằng dãy điện hóa kim loại vô cùng quan trọng. Việc học thuộc và ghi nhớ chuẩn xác sẽ giúp các em giải quyết các bài tập hóa học một cách đơn giản hơn rất nhiều. Tuy nhiên, hãy này khá dài và khá khó nhớ, vì vậy Admin sẽ chia sẻ mẹo học thuộc cực nhanh và hiệu quả như sau:

Cách học thuộc dãy điện hóa kim loại

Thần chú dãy điện hóa

Các em có thể học thuộc câu thần chú dãy điện hóa dưới đây để ghi nhớ về độ mạnh của tính oxi hóa trong dãy điện hóa kim loại theo thứ tự tăng dần và tính khử giảm dần như sau:

K Na Ba Ca Mg Al

Khi Nào Bạn Cần May Áo Dài

Fe Ni Sn Pb H

Phái Người Sang Phố Hỏi

Cu Hg Ag Pt Au

Cửa Hàng Á Phi Âu

….

K Na Li Ba Ca Mg Al

Không Nói Li Biệt Chiều Mưa Ấy

Mn Zn Fe Co Ni Sn Pb

Mắt Dõi Phương Cũ Nhớ Thương Chờ

H Cu Bi Hg Ag Pt Au

Hỏi Có Biết Hay Ai Phố Vắng

(Nguồn: Sưu tầm Internet)

Các học thuộc dãy điện hóa kim loại bằng bài thơ

Ngoài câu thần chú ở trên, các em còn có thể nhớ bằng bài thơ đơn giản được Admin sưu tầm dưới đây:

Dãy điện hóa O sau khử trước (1)

Phản ứng theo quy ước (2) anpha (?)

Nhưng cần phải hiểu sâu xa

Trước sau ý nghĩa mới là thành công

Kali, Can, Nát tiên phong

Mạ, Nhôm, Man, Kẽm tiếp không chịu hèn

Sắt rồi Cô đến Niken

Thiếc, Chì dẫu chậm cũng liền theo chân

Hidro, Đồng, Bạc, Thủy Ngân

Bạch kim, Vàng nữa chịu phần đứng sau.

Ba kim (loại) mạnh nhất ở đầu

Vào dung dịch muối nước đâu “hủy liền”.

Khí bay, muối lại gặp kiềm

Đổi trao phản ứng là quyền chúng thôi.

Các kim loại khác dễ rồi,

Vào dung dịch muối trước thời đẩy sau.

Với axit, nhớ bảo nhau:

Khử được hát cộng (H+), phải đâu dễ dàng.

Từ Đồng cho đến cuối hàng,

Sau Hidro đấy, chẳng tan chút nào.

Vài lời bàn bạc , đổi trao,

Vun cây “Vườn hoa” vui nào vui hơn

(1) Kim loại trước có tính khử mạnh hơn kim loại sau

Cation sau có tính oxi hóa mạnh hơn cation trước.

(Nguồn: Sưu tầm Internet)

Như vậy, toàn bộ kiến thức trong bài viết trên được Admin chia sẻ không chỉ giúp các em hiểu và nắm rõ về dãy điện hóa kim loại mà còn các em còn bỏ túi được mẹo học thuộc cực hay qua câu thần chú và bài thơ. Chúc các em học hóa vô cơ giỏi hơn mỗi ngày nhé!