Bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học

1. Kiến thức trọng tâm

Định luật bảo toàn khối lượng phát biểu: trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm. Định luật này đúng vì trong phản ứng hóa học, các nguyên tử chỉ sắp xếp lại, không mất đi và không sinh thêm nguyên tử nào. Ví dụ: khi 4 gam carbon cháy trong 16 gam oxygen, thu được 20 gam khí carbon dioxide.

Phương trình hóa học dùng để biểu diễn phản ứng hóa học bằng công thức hóa học. Trong phương trình, chất phản ứng viết ở bên trái, sản phẩm viết ở bên phải, nối với nhau bằng dấu mũi tên. Để phương trình đúng với định luật bảo toàn khối lượng, ta phải cân bằng phương trình, tức là làm cho số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau bằng cách thêm hệ số thích hợp trước công thức hóa học. Hệ số là số nguyên nhỏ nhất, không làm thay đổi chỉ số trong công thức.

Ví dụ: phương trình đốt cháy khí hydrogen chưa cân bằng là $H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$. Sau khi cân bằng: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$. Từ phương trình cân bằng, ta biết tỉ lệ số mol giữa các chất tham gia và tạo thành.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ: Cân bằng phương trình: $Al + O_2 \rightarrow Al_2O_3$. Ở vế phải có 2 nguyên tử Al và 3 nguyên tử O, nên đặt hệ số 2 trước $Al_2O_3$, hệ số 4 trước $Al$ và hệ số 3 trước $O_2$. Phương trình cân bằng: $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$. Kiểm tra: hai vế đều có 4 nguyên tử Al và 6 nguyên tử O.

3. Ghi nhớ

• Tổng khối lượng chất phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm.
• Phương trình hóa học phải được cân bằng: số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.
• Chỉ thêm hệ số trước công thức, không thay đổi chỉ số trong công thức.