Ứng dụng của phản ứng oxi hóa – khử trong đời sống

Chu Văn An

Oxi hóa – khử là phản ứng thường gặp trong hóa học. Nhưng bạn có biết phản ứng này diễn ra xung quanh chúng ta và có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Vậy hãy cùng vietchem tìm hiểu về phản ứng thú vị này qua bài viết dưới đây nhé.

1. Phản ứng oxi hóa khử là gì?

Theo định nghĩa chúng ta tìm hiểu trong sách Hóa học thì “Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học xảy ra đồng thời với sự khử và quá trình oxy hóa. Hay theo một định nghĩa mở rộng hơn thì đây là “phản ứng trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng hoặc một phản ứng xảy ra khi có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố.” Để tham gia phản ứng oxi hóa – khử cần có các thành phần sau:

• Chất khử: Là chất nhường electron.
• Chất oxi hóa: Là chất có khả năng nhận electron.
• Sự khử: là quá trình nhường electron.
• Quá trình oxy hóa: Là quá trình nhận electron.

2. Ảnh hưởng của phản ứng oxi hóa khử trong đời sống

Phản ứng oxi hóa khử rất phổ biến và xảy ra xung quanh chúng ta. Nó có vai trò quan trọng trong tự nhiên cũng như ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất. Một số ứng dụng phổ biến nhất của phản ứng oxi hóa khử là:

2.1 Quá trình quang hợp của thực vật

Quá trình quang hợp xảy ra khi có ánh sáng mặt trời. Sau đó khí CO2 và hơi nước được diệp lục hấp thụ tạo thành glucose C6H12O6 để tổng hợp các hợp chất cacbohydrat và giải phóng khí O2.

6nCO2 + 5nH2O → (C6H12O6)n + 5nO2

Quá trình quang hợp của thực vật

2.2 Trong sản xuất công nghiệp

Phản ứng oxi hóa khử được ứng dụng ở nhiều công đoạn của dây chuyền sản xuất:

• Trong quá trình luyện kim: Ví dụ trong quá trình luyện gang thép, khí CO khử oxit sắt Fe3O4 để tạo ra sắt và khí CO2 nóng chảy.
• Phản ứng oxi hóa khử liên quan đến sự tham gia của dòng điện hoặc sự tạo ra dòng điện như mạ điện, mạ nhúng nóng, sản xuất pin hoặc quá trình điện phân để điều chế kim loại. Trong pin xảy ra phản ứng điện hóa giúp chuyển đổi năng lượng hóa học thành điện năng có thể sử dụng được.
• Trong sản xuất các loại hóa chất như phân bón, thuốc nổ, axit clohiđric, axit sunfuric, xút…

Ví dụ:

– Axit sunfuric H2SO4 là hóa chất quan trọng trong công nghiệp, được sản xuất chủ yếu từ quặng lưu huỳnh hoặc pyrit. Quá trình điều chế axit bao gồm nhiều phản ứng oxi hóa khử.

– Phản ứng tạo chất nổ màu đen: 2KNO3 + 3C + S → 3CO2 + N2 + K2S, điều kiện nhiệt độ cao.

– Phản ứng sản xuất urê: NH3 + CO2 ↔ (NH2)2CO, điều kiện: chất xúc tác, nhiệt độ, áp suất.

Phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong quá trình luyện gang, thép

2.3 Phản ứng đốt cháy nhiên liệu

Đây có lẽ là ứng dụng dễ nhận biết nhất của phản ứng oxi hóa khử trong đời sống. Hầu hết năng lượng con người sử dụng được tạo ra từ năng lượng của các phản ứng oxi hóa khử.

Ví dụ, khi đốt than, gas hoặc xăng trong động cơ đốt trong, các phản ứng xảy ra và thải ra một lượng nhiệt lớn để nấu ăn, sưởi ấm và vận hành động cơ.

+ Phản ứng đốt than: C+O2→CO2C+O2→CO2

+ Phản ứng đốt khí:

CH4+2O2→CO2+2H2O

2C4H10+13O2→8CO2+10H2O

Hoặc trong các phản ứng được sử dụng trong các vụ phóng tàu vũ trụ. Hỗn hợp khí H2 và O2 bốc cháy gây phản ứng nổ. Ngoài việc tạo ra nước, chúng còn giải phóng một nguồn năng lượng lớn. Ngày nay phản ứng này được sử dụng để kích nổ nhiên liệu cho tàu con thoi.

Trong quá trình đốt than xảy ra phản ứng oxi hóa khử

2.4 Quá trình ăn mòn

Ăn mòn hóa học hoặc rỉ sét là tác động tiêu cực của phản ứng oxy hóa. Kim loại bị gỉ do phản ứng với oxy trong khí quyển. Điều này làm cho vật liệu bị mài mòn, phá vỡ cấu trúc và hư hỏng nghiêm trọng.

Ngoài ra, phản ứng oxi hóa khử còn xảy ra trong quá trình tạo mưa axit, gây nhiều tác hại đến môi trường tự nhiên cũng như đời sống con người. Hay những phản ứng sinh hóa trong cơ thể diễn ra không thể thiếu vai trò của phản ứng oxy hóa – khử…

Ăn mòn kim loại là hiện tượng phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng oxy hóa – khử gắn liền với đời sống, phục vụ sinh hoạt hàng ngày cũng như là cơ sở của các quá trình sản xuất trong công nghiệp nặng, sản xuất hóa chất cơ bản, phân bón, dược phẩm… Không chỉ mang lại lợi ích mà phản ứng oxy hóa – khử còn có những tác động tiêu cực. ảnh hưởng, buộc chúng ta phải có biện pháp ứng phó.

Qua bài viết trên chúng ta đã biết được những ứng dụng của phản ứng oxi hóa khử trong đời sống con người. Để không bỏ lỡ nhiều thông tin bổ ích, thú vị về hóa học, mời các bạn đọc các bài viết của chúng tôi đăng tải trên website vietchem.com.vn.