Bài 5. Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học

I. Định luật bảo toàn khối lượng

1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng

- Vào thế kỉ XVIII, hai nhà khoa học là Lomonosov (người Nga) và Lavoisier (người Pháp) đã tiến hành độc lập nhiều thí nghiệm được cân đo chính xác và đã đưa ra 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."

- 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 được giữ nguyên, vì vậy tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các chất sản phẩm.

2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

- Có sơ đồ 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 được khối lượng của ba chất, ta sẽ tính được khối lượng của chất còn lại.

II. Phương trình hoá học

1. Lập phương trình hoá học

- Phản ứng hoá học giữa khí oxygen và khí hydrogen được biểu diễn bằng phương trình chữ như sau:

Khí hydrogen + Khí oxygen → Nước

- Thay tên các chất bằng công thức hoá học, được sơ đồ của phản ứng:

H₂ + O₂ → H₂O

- Cân bằng phương trình sao cho tổng số nguyên tử ở cả hai vế của sơ đồ phản ứng bằng nhau:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

- 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.

- 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 ra không viết là 6O mà viết là 3O₂.

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

2. Ý nghĩa của phương trình hoá học

- 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 1: 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

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

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

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

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

2. Phương trình hoá học gồm công thức hoá học của các chất trong phản ứng với hệ số thích hợp sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế đều bằng nhau.

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