Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau đi sâu vào bài tập xác định số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử axit axetic, CH₃COOH, theo chương trình Hóa học lớp 10 mới. Đây là một dạng bài tập rất cơ bản nhưng vô cùng quan trọng để các em nắm vững kiến thức về phản ứng oxi hóa – khử sau này. Cô sẽ trình bày chi tiết từng bước để các em dễ dàng theo dõi nhé.

Trước hết, chúng ta cần nhớ lại các quy tắc cơ bản về xác định số oxi hóa. Cô sẽ nhắc lại một số quy tắc chính sẽ áp dụng cho bài tập này:

• Số oxi hóa của một nguyên tố trong hợp chất tự do bằng 0.
• Số oxi hóa của nguyên tử oxi trong hầu hết các hợp chất là -2, trừ một số trường hợp đặc biệt như trong H₂O₂ hay các oxit của flo.
• Số oxi hóa của nguyên tử hiđro trong hầu hết các hợp chất là +1, trừ một số trường hợp hợp chất hiđrua kim loại.
• Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một phân tử trung hòa bằng 0.
• Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong một ion đa nguyên tử bằng điện tích của ion đó.

Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt xác định số oxi hóa cho từng nguyên tử trong phân tử CH₃COOH. Phân tử này có cấu tạo gồm hai phần chính: nhóm metyl (CH₃-) và nhóm cacboxyl (-COOH).

Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tử O trong nhóm -COOH.
Theo quy tắc, nguyên tử oxi trong hầu hết các hợp chất có số oxi hóa là -2. Trong phân tử CH₃COOH, oxi nằm trong nhóm cacboxyl, do đó ta áp dụng quy tắc này.
Số oxi hóa của O là: -2.

Bước 2: Xác định số oxi hóa của nguyên tử H trong nhóm -COOH.
Nguyên tử hiđro liên kết với oxi trong nhóm -COOH có số oxi hóa là +1.
Số oxi hóa của H là: +1.

Bước 3: Xác định số oxi hóa của nguyên tử C trong nhóm -COOH.
Ta xét riêng nhóm -COOH. Nhóm này mang điện tích âm, là một gốc axit. Tuy nhiên, khi xét trong toàn phân tử CH₃COOH là một phân tử trung hòa, chúng ta sẽ xử lý sau. Bây giờ, hãy tưởng tượng nhóm -COOH như một đơn vị. Chúng ta có 1 nguyên tử C, 2 nguyên tử O và 1 nguyên tử H (liên kết với O).
Gọi số oxi hóa của C trong nhóm -COOH là x.
Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong nhóm -COOH (nếu coi nó là một phần của phân tử trung hòa) phải bằng 0. Ta có công thức:
(Số oxi hóa của C) + 2 (Số oxi hóa của O) + 1 (Số oxi hóa của H) = 0
x + 2 (-2) + 1 (+1) = 0
x – 4 + 1 = 0
x – 3 = 0
x = +3
Vậy, số oxi hóa của nguyên tử C trong nhóm -COOH là +3.

Bước 4: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử H trong nhóm CH₃-.
Trong nhóm metyl (-CH₃), các nguyên tử hiđro này liên kết với cacbon. Theo quy tắc, hiđro trong đa số trường hợp có số oxi hóa là +1. Do đó, mỗi nguyên tử H trong nhóm CH₃– có số oxi hóa là +1.
Số oxi hóa của H là: +1.

Bước 5: Xác định số oxi hóa của nguyên tử C trong nhóm CH₃-.
Bây giờ chúng ta xét toàn bộ phân tử CH₃COOH. Đây là một phân tử trung hòa, nên tổng số oxi hóa của tất cả các nguyên tử trong phân tử phải bằng 0.
Phân tử CH₃COOH bao gồm:
– 1 nguyên tử C (trong nhóm CH₃-)
– 3 nguyên tử H (trong nhóm CH₃-)
– 1 nguyên tử C (trong nhóm -COOH)
– 2 nguyên tử O (trong nhóm -COOH)
– 1 nguyên tử H (trong nhóm -COOH)

Gọi số oxi hóa của nguyên tử C trong nhóm CH₃– là y.
Áp dụng quy tắc tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử trung hòa bằng 0:
1 (Số oxi hóa của C trong CH₃-) + 3 (Số oxi hóa của H trong CH₃-) + 1 (Số oxi hóa của C trong -COOH) + 2 (Số oxi hóa của O) + 1 * (Số oxi hóa của H trong -COOH) = 0
y + 3 (+1) + 1 (+3) + 2 (-2) + 1 (+1) = 0
y + 3 + 3 – 4 + 1 = 0
y + 3 = 0
y = -3
Vậy, số oxi hóa của nguyên tử C trong nhóm CH₃– là -3.

Kết luận:
Sau khi thực hiện các bước trên, chúng ta xác định được số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử CH₃COOH như sau:
– Số oxi hóa của C trong nhóm CH₃– là -3.
– Số oxi hóa của H trong nhóm CH₃– là +1.
– Số oxi hóa của C trong nhóm -COOH là +3.
– Số oxi hóa của O là -2.
– Số oxi hóa của H trong nhóm -COOH là +1.

Cô hy vọng với cách trình bày chi tiết này, các em đã nắm vững cách xác định số oxi hóa. Hãy nhớ luyện tập thêm với nhiều phân tử khác để thành thạo hơn nhé! Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi cô. Chúc các em học tốt!