Phương trình hóa học: Cách lập và cân bằng chính xác nhất

Hình ảnh: Sưu tầm Internet Phương trình hóa học là gì? Phương trình hóa học đó là cách biểu diễn ngắn gọn cho các phản ứng hóa học hoặc sự tương tác giữa các chất...

Phương trình hóa học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học. Hình ảnh: Sưu tầm Internet

Phương trình hóa học là gì?

Phương trình hóa học đó là cách biểu diễn ngắn gọn cho các phản ứng hóa học hoặc sự tương tác giữa các chất hoặc hợp chất. Trong phương trình hóa học, tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong các chất trước và sau phản ứng giữ nguyên.

Ví dụ:

  • 2H2 + O2 → 2H2O
  • 2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3

Phương trình hóa học có ý nghĩa gì? Phương trình hóa học cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử giữ các chất/ từng cặp chất trong phản ứng và tỉ lệ này bằng tỉ lệ hệ số mỗi chất trong phương trình.

Ví dụ: 3Fe + 2O2 → Fe3O4

  • Số nguyên tử Fe : số phân tử O2 : Số phân tử Fe3O4 = 3:2:1
  • Ta hiểu rằng: Cứ 3 nguyên tử Fe tác dụng với 2 phân tử O2 sẽ tạo ra 1 phân tử Fe3O4.
  • Tỉ lệ từng cặp chất là:
    • 3 nguyên tử Fe tác dụng với 2 phân tử O2.
    • 3 nguyên tử Fe phản ứng tạo ra 1 phân tử Fe3O4.

Cách lập phương trình hóa học

Để lập phương trình hóa học chính xác, hãy chú ý 3 bước sau:

  1. Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng.
  2. Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố.
  3. Bước 3: Viết phương trình hóa học.

Ví dụ: Viết phương trình hóa học khi đốt sắt trong không khí. Áp dụng 3 bước lập pthh nêu trên ta có:

  • Bước 1: Ta có sơ đồ phản ứng: Fe + O2 → Fe3O4
  • Bước 2: Ta cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố
    • Ta thấy rằng, số nguyên tử Fe và O đều không bằng nhau. Cả nguyên tố sắt và oxi đều có số nguyên tử nhiều hơn. Để cân bằng số nguyên tử O, ta thêm hệ số 2 trước O2. Để cân bằng số nguyên tử sắt ta thêm hệ số 3 trước Fe.
  • Bước 3: Viết phương trình hóa học
    • Dựa vào hệ số cân bằng ở trên ta xác định được phương trình: 3Fe + 2O2 → Fe3O4

Một số quy tắc lập phương trình phản ứng hóa học cần nhớ

Để áp dụng tốt cách lập phương trình hóa học, chúng ta cần nắm chắc các quy tắc dưới đây:

  • Các chất tham gia sẽ luôn nằm ở vế trái của phương trình. Ngược lại, các chất tạo thành sẽ nằm ở phía còn lại. Mũi tên trong phương trình hoá học thường đi theo chiều từ trái sang phải (trừ trường hợp phản ứng thuận nghịch sẽ bao gồm hai mũi tên ngược hướng nhau).
  • Ta chỉ được phép thêm hệ số nguyên dương hoặc biểu thức đại số có hằng số hay tham số là số nguyên dương vào phương trình, tuyệt đối không thể thay đổi công thức hoá học của các chất.
  • Nếu hệ số cần thêm trong phương trình là 1 thì không cần viết thêm hệ số ở phía trước chất tham gia hoặc chất thành phẩm.

Cách viết phương trình hóa học, bạn cần lưu ý những gì?

Để viết phương trình đúng, tránh những lỗi sai không đáng có, bạn cần chú ý:

Những lưu ý khi viết phương trình hóa học. Hình ảnh: Shutterstock.com

  • Khí oxi tồn tại ở dạng phân tử O2 vì vậy chúng ta sẽ không viết 6) trong phương trình hóa học. Các bạn không được thay đổi chỉ số trong những công thức hóa học đã viết đúng. Khi viết CTHH, chúng ta viết hệ số cao bằng kí hiệu, không được viết chỉ số nhỏ hơn ký hiệu. Ví dụ về cách viết sai 2Fe (Viết đúng phải là 2Fe).
  • Nếu trong CTHH có nhóm nguyên tử (OH), (SO4)... thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng. Trước và sau phản ứng số nhóm nguyên tử phải bằng nhau.

Ví dụ: Lập pthh của phản ứng hóa học giữa natri cacbonat và canxi hidroxit tạo ra canxi cacbonat và natri hidroxit.

  • Lúc này, ta có sơ đồ phản ứng: Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH

Ví dụ: Viết phương trình hóa học của axit nitric và sắt 2 oxit.

  • Ta có phương trình: FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

Các ký hiệu thường gặp trong PTHH

Các ký hiệu được sử dụng để phân biệt giữa các loại phản ứng khác nhau. Có các ký hiệu:

  • "=" để biểu thị một cân bằng hóa học.
  • "→" để biểu thị phản ứng một chiều.
  • "⇄" để biểu thị phản ứng hai chiều.
  • "⇌" để biểu thị phản ứng ở trạng thái cân bằng.

Cân bằng phương trình phản ứng hóa học

Định luật bảo toàn khối lượng cho biết số lượng của mỗi nguyên tử không thay đổi trong một phản ứng hóa học. Do đó, mỗi vế của phương trình hóa học phải đại diện cho cùng một lượng của bất kỳ nguyên tố cụ thể nào. Tương tự như vậy, điện tích được bảo toàn trong một phản ứng hóa học. Do đó, điện tích giống nhau phải có ở cả hai vế của phương trình cân bằng.

Người ta cân bằng một phương trình hóa học bằng cách thay đổi số cho mỗi công thức hóa học. Các phương trình hóa học đơn giản có thể được cân bằng bằng cách kiểm tra, nghĩa là bằng cách thử và sai. Cũng có một cách khác liên quan đến việc giải hệ phương trình tuyến tính.

Phương trình cân bằng thường được viết với hệ số nguyên nhỏ nhất. Nếu không có hệ số nào trước công thức hóa học thì hệ số là 1.

Phương pháp kiểm tra có thể được phác thảo như đặt hệ số 1 trước công thức hóa học phức tạp nhất và đặt các hệ số khác trước mọi công thức khác sao cho cả hai bên của mũi tên đều có cùng số nguyên tử. Nếu tồn tại bất kỳ hệ số phân số nào, ta nhân mọi hệ số với số nhỏ nhất cần thiết, thường là mẫu số của hệ số phân số đối với phản ứng có hệ số phân số duy nhất.

Bài tập thực hành cách giải phương trình hóa học

Bài tập thực hành phương trình hóa học gồm cả lý thuyết và thực hành để giúp các bạn học sinh củng cố vững kiến thức hơn.

Bài tập 1: Câu hỏi lý thuyết

  1. Phương trình hóa học biểu diễn gì, gồm công thức hóa học của những chất nào?
  2. Sơ đồ của phản ứng khác với phương trình hóa học của phản ứng ở điểm nào?

Trả lời:

  1. Phương trình hóa học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học: bao gồm công thức hóa học của chất phản ứng và sản phẩm phản ứng.
  2. Sơ đồ của phản ứng chưa có hệ số thích hợp, tức là chưa cân bằng nguyên tử trong khi đó phương trình hóa học thì các nguyên tố đã được cân bằng. Trong một số trường hợp, sơ đồ phản ứng hóa học cũng chính là phương trình hóa học.

Bài 2: Lập PTHH và cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử của các chất trong mỗi phản ứng

Na + O2 → Na2O

Từ sơ đồ phản ứng trên, ta thấy số O bên trái ít hơn bên phải, ta thêm hệ số 2 trước Na2O và được: Na + O2 → 2Na2O. Lúc này số nguyên tử Na bên trái là 4, ta thêm hệ số 4 trước Na bên phải và được phương trình hóa học: 4Na + O2 → 2Na2O.

Tỉ lệ số nguyên tử, phân tử của các chất: Số nguyên tử Na : Số phân tử oxi : Số phân tử Na2O là 4:1:2.

Với những kiến thức về phương trình hóa học bao gồm định nghĩa, cách lập phương trình phản ứng hóa học và bài tập áp dụng ở trên chắc hẳn bạn đã có thêm cho mình kiến thức bổ ích về chủ đề này rồi chứ? Tiếp tục đón đọc chuyên mục kiến thức cơ bản của Monkey để có thêm cho mình nhiều tài liệu ôn tập hữu ích nhé.

1