Định luật bảo toàn khối lượng. Phương trình hóa học SVIP

I. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

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

⚡ THÍ NGHIỆM 1

- Lấy dung dịch Na₂SO₄ vào ống nhỏ giọt có gắn nút cao su rồi đặt lên miệng bình tam giác có chứa 10 mL dung dịch BaCl₂. Ghi khối lượng trước phản ứng.

- Bóp nút cho Na₂SO₄ chảy vào bình, quan sát phản ứng và ghi khối lượng sau phản ứng.

Phản ứng được biểu diễn dưới sơ đồ dạng chữ như sau:​

Barium chloride + Sodium sulfate → Barium sulfate + Sodium chlorine

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

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

⚡ THÍ NGHIỆM 2

- Đặt bình tam giác có chứa 10 mL giấm ăn và mẩu giấy có chứa 1 - 2 thìa NaHCO₃ lên cân. Ghi khối lượng m_A.

- Đổ bột NaHCO₃ vào bình, đặt lại mẫu giấy lên cân. Khi kết thúc phản ứng, ghi khối lượng m_B.

Phản ứng được biểu diễn dưới sơ đồ dạng chữ như sau:​

Acetic acid + Sodium hydrogencarbonate → Sodium acetate + Carbon dioxide + Nước

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m_{acetic acid} + m_{sodium hydrogencarbonate} = m_{sodium acetate} + m_{carbon dioxide} + m_nước

Lưu ý: Nếu phản ứng sinh ra chất khí, phải cộng cả khối lượng khí vào khi tính khối lượng sản phẩm.

II. ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

1. Phương trình bảo toàn khối lượng

Xét phản ứng:

A + B → C + D

(m_A, m_B, m_C, m_D lần lượt là khối lượng của các chất A, B, C, D)

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m_A + m_B = m_C + m_D

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.

III. PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

1. Phương trình hoá học là gì?

Phương trình hóa học là dạng biểu diễn phản ứng hóa học thông qua công thức của các chất trước và sau phản ứng.

Ví dụ: Phản ứng giữa hydrogen và oxygen:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

2. Các bước lập phương trình hoá học

- Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng dạng công thức hóa học của chất phản ứng và sản phẩm.

- Bước 2: So sánh số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế. Nếu chưa bằng nhau, cần cân bằng lại.

- Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng cách thêm hệ số thích hợp trước công thức.

- Bước 4: Kiểm tra lại và 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.

- Bước 2: Số nguyên tử trong sơ đồ phản ứng:

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

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

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

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

3. 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:

\(2 H_{2} + O_{2} \rightarrow 2 H_{2} O\)

- Tỉ lệ số nguyên tử/phân tử:

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