Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học SVIP

I. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng

"Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng."

⚡THÍ NGHIỆM 1

- Đặt cốc (1) chứa dung dịch barium chloride và cốc (2) chứa dung dịch sodium sulfate lên cân và ghi giá trị khối lượng.

- Đổ cốc (1) vào cốc (2), lắc nhẹ thì quan sát thấy xuất hiện chất rắn màu trắng ở cốc (2). Phương trình phản ứng:

Barium chloride + Sodium sulfate ⟶ Barium sulfate + Sodium chloride

Đặt 2 cốc trở lại mặt cân. Ghi khối lượng.

Khi xảy ra phản ứng hoá học, chỉ liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, còn số nguyên tử được giữ nguyên.

Sơ đồ mô tả phản ứng giữa oxygen và hydrogen:

2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

Trong một phản ứng hóa học có n chất, nếu biết khối lượng của n - 1 chất thì có thể tính được khối lượng của chất còn lại.

Ví dụ: Cho 36,5 gam dung dịch hydrochloric acid (HCl) phản ứng vừa đủ với 40,0 gam dung dịch sodium hydroxide (NaOH), thu được dung dịch sodium chloride (NaCl) và 18 gam nước. Tính khối lượng sodium chloride thu được sau phản ứng.

Phương trình hóa học:

Hydrochloric acid + sodium hydroxide → Sodium chloride + nước

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_{hydrochloric acid} + m_{sodium hydroxide} = m_{sodium chloride} + m_nước

⇒ m_{sodium chloride}= m_{hydrochloric acid} + m_{sodium hydroxide} - m_nước

Thay số, ta có:

m_{sodium chloride}= 36,5 + 40,0 - 18, 0 = 58,5 gam.

Vậy, sau phản ứng thu được 58,5 gam sodium chloride.

II. PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

1. Lập phương trình hoá học

- Phương trình hóa học biểu diễn chất phản ứng ở bên trái và sản phẩm ở bên phải mũi tên.

- Trong phản ứng hóa học, tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế luôn bằng nhau.

- Cách lập phương trình hóa học:

+ Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, gồm công thức hóa học của chất phản ứng và sản phẩm.

+ Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng cách thêm hệ số thích hợp trước công thức.

+ Bước 3: Viết phương trình hóa học đầy đủ.

Ví dụ: Khí hydrogen có thể tác dụng được với khí hydrogen theo phương trình chữ như sau:

Hydrogen + Oxygen → Nước

- Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng.

\(H_2+O_2--\rarr H_2O\)

- Bước 2: Vế trái có 2 nguyên tử oxygen, vế phải có 1 nên ta thêm 2 vào H₂O.

\(H_2+O_2--\rarr2H_2O\)

Vế phải có 4 nguyên tử hydrogen mà vế trái có 2 nên ta thêm 2 vào H₂.

\(2H_2+O_2--\rarr2H_2O\)

- Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.

\(2H_2+O_2\rarr2H_2O\)

Lưu ý:

- Hệ số đặt trước công thức hóa học, viết ngang hàng với kí hiệu chất.

- Không thay đổi chỉ số trong công thức hóa học đã đúng.

- Nhóm nguyên tử giống nhau ở hai vế có thể coi như một "nguyên tố" để cân bằng.

2. Ý nghĩa của phương trình hoá học

Phương trình hoá học cho biết tỉ lệ xác định giữa các chất tham gia và sản phẩm trong phản ứng.

Ví dụ: Xét phương trình hoá học:

\(2H_2+O_2\rarr2H_2O\)

- Tỉ lệ số nguyên tử/phân tử:

Số phân tử H₂ : Số phân tử O₂ : Số phân tử H₂O = 2 : 1 : 2

- Tỉ lệ số mol:

Số mol H₂ : Số mol O₂ : Số mol H₂O = 2 : 1 : 2

- Tỉ lệ khối lượng:

Khối lượng H₂ : Khối lượng O₂ : Khối lượng H₂O = (2.2) : (32.1) : (18.2) = 1 : 8 : 9