- Hiện tượng phú dưỡng hóa: Khi hàm lượng nitrogen trong nước đạt 300 μg/L và hàm lượng phosphorus đạt 20 μg/L.

- Nguyên nhân: sự dư thừa dinh dưỡng do

+ Nước thải (nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt) được đưa đến ao, hồ qua cống dẫn nước hoặc chảy tràn trên mặt đất khi mưa lũ.

+ Dư thừa thức ăn chăn nuôi ở đầm nuôi trồng thủy sản.

- Tác hại

+ Cản trở sự hấp thụ ánh sáng mặt trời vào nước giảm sự quang hợp của thực vật thủy sinh

+ Rong, tảo biển phát triển mạnh thiếu nguồn oxygen trầm trọng cho các loài khác (đặc biệt là tôm, cá) gây mất cân bằng sinh thái.

+ Gây ô nhiễm môi trường nước, không khí, tạo bùn lắng xuống lòng ao, hồ.

a) H⁺  + OH^- → H₂O

b) Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

c) CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

d) Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2Fe²⁺

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p³.

⇒ Vị trí của nitrogen trong bảng tuần hoàn: ô thứ 7, chu kì 2, nhóm VA.

(1) N₂ + O₂ \(\underset{\rightarrow}{t^{o}}\) 2NO

(2) 2NO + O₂ → 2NO₂

(3) 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

(4) NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

Phản ứng a: Fe + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa

• Fe (0) → Fe³⁺ (trong Fe(NO₃)₃) (mất 3e → quá trình oxi hóa).
• N trong HNO₃ có số oxi hóa +5, giảm xuống +2 trong NO (nhận 3e → quá trình khử).

Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa và khử

• Quá trình oxi hóa: Fe0→Fe3++3eFe^0 \rightarrow Fe^{3+} + 3eFe0→Fe3++3e
• Quá trình khử: N+5+3e→N+2N^{+5} + 3e \rightarrow N^{+2}N+5+3e→N+2

Bước 3: Cân bằng electron

• Fe mất 3e, N nhận 3e, nên số mol Fe và N phải tỉ lệ 1:1.

Bước 4: Cân bằng nguyên tố còn lại

Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+NO+2H2OFe + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO + 2H_2OFe+4HNO3​→Fe(NO3​)3​+NO+2H2​O

• Chất oxi hóa: HNO3HNO_3HNO3​ (chứa N+5N^{+5}N+5 nhận e, bị khử thành NO).
• Chất khử: $Fe$ (mất e, bị oxi hóa thành Fe3+Fe^{3+}Fe3+).

Phản ứng b: KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Bước 1: Xác định số oxi hóa

• Mn trong KMnO4KMnO_4KMnO4​: +7 → MnSO₄ (Mn +2) (giảm số oxi hóa → chất oxi hóa).
• Fe trong FeSO4FeSO_4FeSO4​: +2 → Fe₂(SO₄)₃ (Fe +3) (tăng số oxi hóa → chất khử).

Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa và khử

• Quá trình oxi hóa (Fe mất e): Fe2+→Fe3++1eFe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1eFe2+→Fe3++1e
• Quá trình khử (Mn nhận e): Mn+7+5e→Mn+2Mn^{+7} + 5e \rightarrow Mn^{+2}Mn+7+5e→Mn+2

Bước 3: Cân bằng electron

• Mn+7Mn^{+7}Mn+7 nhận 5e, mỗi Fe2+Fe^{2+}Fe2+ chỉ mất 1e, nên cần 5 Fe²⁺ để nhường đúng 5e cho 1 Mn⁷⁺.

Bước 4: Viết phương trình cân bằng

2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4→5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O2KMnO_4 + 10FeSO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5Fe_2(SO_4)_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O2KMnO4​+10FeSO4​+8H2​SO4​→5Fe2​(SO4​)3​+2MnSO4​+K2​SO4​+8H2​O

• Chất oxi hóa: KMnO4KMnO_4KMnO4​ (Mn+7Mn^{+7}Mn+7 nhận e, bị khử thành Mn2+Mn^{2+}Mn2+).
• Chất khử: FeSO4FeSO_4FeSO4​ (Fe2+Fe^{2+}Fe2+ mất e, bị oxi hóa thành Fe3+Fe^{3+}Fe3+).

(a) Cân bằng phương trình hóa học

Phương trình phản ứng ban đầu:

CaC2O4+KMnO4+H2SO4→CaSO4+K2SO4+MnSO4+CO2+H2O\text{CaC}_2\text{O}_4 + \text{KMnO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}CaC2​O4​+KMnO4​+H2​SO4​→CaSO4​+K2​SO4​+MnSO4​+CO2​+H2​O

Cân bằng các nguyên tố:

1. Xác định số oxi hóa:

   • C2O42−C_2O_4^{2-} (ion oxalate) có $C$ ở mức oxi hóa $+3$.
   • C2O42−C_2O_4^{2-}​ bị oxi hóa thành CO2CO_2CO2​ ($C=+4$).
   • MnO4−MnO_4^-​ có Mn=+7Mn = +7 và bị khử thành Mn2+Mn^{2+}Mn2+ trong MnSO4MnSO_4MnSO4​.

2. Xác định số mol electron trao đổi:

   • C2O42−→2CO2C_2O_4^{2-} \rightarrow 2 CO_2C2​O42−​→2CO2​ (mỗi nguyên tử C mất 1e, tổng 2e).
   • MnO4−MnO_4^-MnO4−​ nhận 5e để tạo Mn2+Mn^{2+}Mn2+.

3. Cân bằng hệ số theo phương pháp thăng bằng electron:

   • Để có số electron trao đổi bằng nhau, nhân phương trình oxalat lên 5 và phương trình MnO4−MnO_4^-MnO4−​ lên 2:

5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4→5CaSO4+K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O5CaC_2O_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5CaSO_4 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O

(b) Xác định nồng độ Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu

Bước 1: Tính số mol KMnO4KMnO_4KMnO4​ đã dùng

nKMnO4=C×V=(4,88×10−4)×2,051000n_{KMnO_4} = C \times V = (4,88 \times 10^{-4}) \times \frac{2,05}{1000}nKMnO4​​=C×V=(4,88×10−4)×10002,05​ =9,994×10−7 mol= 9,994 \times 10^{-7} \text{ mol}=9,994×10−7 mol

Bước 2: Tính số mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​

Theo phương trình:

• $2$ mol KMnO4KMnO_4KMnO4​ phản ứng với $5$ mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​, nên:

nCaC2O4=52×nKMnO4=52×9,994×10−7n_{CaC_2O_4} = \frac{5}{2} \times n_{KMnO_4} = \frac{5}{2} \times 9,994 \times 10^{-7}nCaC2​O4​​=25​×nKMnO4​​=25​×9,994×10−7 =2,498×10−6 mol= 2,498 \times 10^{-6} \text{ mol}=2,498×10−6 mol

Bước 3: Tính khối lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+

Vì mỗi mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​ chứa 1 mol Ca2+Ca^{2+}Ca2+, nên số mol Ca2+Ca^{2+}Ca2+ cũng là:

nCa2+=2,498×10−6 moln_{Ca^{2+}} = 2,498 \times 10^{-6} \text{ mol}nCa2+​=2,498×10−6 mol

Khối lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+:

mCa2+=n×M=(2,498×10−6)×40,08m_{Ca^{2+}} = n \times M = (2,498 \times 10^{-6}) \times 40,08mCa2+​=n×M=(2,498×10−6)×40,08 $$=0,1\text{ mg}$$

Bước 4: Quy đổi về $mg/100$ mL máu

Vì lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+ thu được từ 1 mL máu, nên trong 100 mL:

$$\text{Noˆˋng độ}=0,1\times 100=10\text{ mg/100 mL}$$

Đáp án cuối cùng:

• (a) Phương trình cân bằng: 5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4→5CaSO4+K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O5CaC_2O_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5CaSO_4 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O
• (b) Nồng độ Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu: 10 mg/100 mL.

  (a) Cân bằng phương trình hóa học

  Phương trình phản ứng ban đầu:

  CaC2O4+KMnO4+H2SO4→CaSO4+K2SO4+MnSO4+CO2+H2O\text{CaC}_2\text{O}_4 + \text{KMnO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}CaC2​O4​+KMnO4​+H2​SO4​→CaSO4​+K2​SO4​+MnSO4​+CO2​+H2​O

  Cân bằng các nguyên tố:

• Xác định số oxi hóa:

  • C2O42−C_2O_4^{2-}C2​O42−​ (ion oxalate) có $C$ ở mức oxi hóa $+3$.
  • C2O42−C_2O_4^{2-}C2​O42−​ bị oxi hóa thành CO2CO_2CO2​ ($C=+4$).
  • MnO4−MnO_4^-MnO4−​ có $Mn=+7$ và bị khử thành Mn2+Mn^{2+}Mn2+ trong MnSO4MnSO_4MnSO4​.

• Xác định số mol electron trao đổi:

  • C2O42−→2CO2C_2O_4^{2-} \rightarrow 2 CO_2C2​O42−​→2CO2​ (mỗi nguyên tử C mất 1e, tổng 2e).
  • MnO4−MnO_4^-MnO4−​ nhận 5e để tạo Mn2+Mn^{2+}Mn2+.

• Cân bằng hệ số theo phương pháp thăng bằng electron:

  • Để có số electron trao đổi bằng nhau, nhân phương trình oxalat lên 5 và phương trình MnO4−MnO_4^-MnO4−​ lên 2:
• 5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4→5CaSO4+K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O5CaC_2O_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5CaSO_4 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O

  (b) Xác định nồng độ Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu

  Bước 1: Tính số mol KMnO4KMnO_4KMnO4​ đã dùng

  nKMnO4=C×V=(4,88×10−4)×2,051000n_{KMnO_4} = C \times V = (4,88 \times 10^{-4}) \times \frac{2,05}{1000}nKMnO4​​=C×V=(4,88×10−4)×10002,05​ =9,994×10−7 mol= 9,994 \times 10^{-7} \text{ mol}=9,994×10−7 mol

  Bước 2: Tính số mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​

  Theo phương trình:

• $2$ mol KMnO4KMnO_4KMnO4​ phản ứng với $5$ mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​, nên:
• nCaC2O4=52×nKMnO4=52×9,994×10−7n_{CaC_2O_4} = \frac{5}{2} \times n_{KMnO_4} = \frac{5}{2} \times 9,994 \times 10^{-7}nCaC2​O4​​=25​×nKMnO4​​=25​×9,994×10−7 =2,498×10−6 mol= 2,498 \times 10^{-6} \text{ mol}=2,498×10−6 mol

  Bước 3: Tính khối lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+

  Vì mỗi mol CaC2O4CaC_2O_4CaC2​O4​ chứa 1 mol Ca2+Ca^{2+}Ca2+, nên số mol Ca2+Ca^{2+}Ca2+ cũng là:

  nCa2+=2,498×10−6 moln_{Ca^{2+}} = 2,498 \times 10^{-6} \text{ mol}nCa2+​=2,498×10−6 mol

  Khối lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+:

  mCa2+=n×M=(2,498×10−6)×40,08m_{Ca^{2+}} = n \times M = (2,498 \times 10^{-6}) \times 40,08mCa2+​=n×M=(2,498×10−6)×40,08 $$=0,1\text{ mg}$$

  Bước 4: Quy đổi về $mg/100$ mL máu

  Vì lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+ thu được từ 1 mL máu, nên trong 100 mL:

  $$\text{Noˆˋng độ}=0,1\times 100=10\text{ mg/100 mL}$$

  Đáp án :

• (a) Phương trình cân bằng: 5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4→5CaSO4+K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O5CaC_2O_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow 5CaSO_4 + K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 10CO_2 + 8H_2O5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O
• (b) Nồng độ Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu: 10 mg/10 mL.