Lý thuyết KHTN 8 Bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học

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

Giải thích:

Trong các phản ứng hoá học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, còn số nguyên tử của mỗi nguyên tố hoá học vẫn giữ nguyên, vì vậy tổng khối lượng của chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm.

- Xét phản ứng:

Barium chloride + Sodium sulfate → Barium sulfate + Sodium chloride

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_{Barium chloride} + m_{Sodium sulfate} = m_{Barium sulfate} + m_{Sodium chloride}

Nếu biết khối lượng của ba chất, ta tính được khối lượng của chất còn lại.

- Tổng quát: Nếu trong phản ứng có n chất, khi biết khối lượng đã tham gia và tạo thành của (n – 1) chất, ta sẽ xác định được khối lượng của chất còn lại.

- Phương trình hoá học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hoá học với chất tham gia phản ứng ở bên trái mũi tên chỉ chiều phản ứng và chất sản phẩm ở bên phải mũi tên.

- Lập phương trình hoá học được thực hiện qua ba bước, được mô tả thông qua ví dụ sau:

Lập phương trình hoá học của phản ứng giữa nhôm (aluminium) và oxygen, tạo thành aluminium oxide.

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng:

Al + O₂ $---\to$Al₂O₃

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế:

Số nguyên tử Al và O ở 2 vế đều không bằng nhau, nhưng O có số nguyên tử nhiều hơn nên ta bắt đầu từ nguyên tố này trước. Do O₂ có 2 nguyên tử O còn Al₂O₃ có 3 nguyên tử O nên để cân bằng, ta đặt hệ số 2 trước Al₂O₃ và hệ số 3 trước O₂:

Al + 3O₂ $---\to$2Al₂O₃

Để cân bằng tiếp số nguyên tử Al ta cần đặt hệ số 4 trước Al ở vế trái.

Bước 3: Viết phương trình hoá học của phản ứng:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Lưu ý:

- Hệ số viết ngang với kí hiệu của các chất.

- Không thay đổi các chỉ số trong các công thức hoá học đã viết đúng.

Ví dụ: Oxygen phải viết ở dạng phân tử là O₂, do đó ta không viết 6O mà phải viết 3O₂.

- Nếu trong công thức hoá học, các chất ở 2 vế có những nhóm nguyên tử giống nhau (các nhóm nguyên tử này không bị biến đổi trong phản ứng mà chỉ bị chuyển từ chất này sang chất khác) thì coi nhóm nguyên tử này như một “nguyên tố” để cân bằng.

- Phương trình hoá học cho biết trong phản ứng hoá học, lượng các chất tham gia phản ứng và các chất sản phẩm tuân theo một tỉ lệ xác định.

- Ví dụ: Xét phương trình hoá học:

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Cứ 4 nguyên tử Al phản ứng với 3 phân tử O₂ tạo ra 2 phân tử Al₂O₃.

Số nguyên tử Al : Số phân tử O₂ : Số phân tử Al₂O₃ = 4 : 3 : 2.

Số mol Al : Số mol O₂ : Số mol Al₂O₃ = 4 : 3 : 2.

Vậy tỉ lệ số mol của các chất đúng bằng tỉ lệ hệ số của chúng trong phương trình hoá học.

Từ tỉ lệ về số mol, ta cũng xác định được tỉ lệ về khối lượng các chất:

Khối lượng Al : Khối lượng O₂ : Khối lượng Al₂O₃ = (27 × 4) : (32 × 3) : (102 × 2) = 9 : 8 : 17.

Nghĩa là cứ 9 gam Al phản ứng hết với 8 gam O₂ tạo ra 17 gam Al₂O₃.