Lý thuyết phương trình hóa học

I. Định nghĩa

- Phương trình hóa học là phương trình biểu diễn ngắn ngọn phản ứng hóa học.

Ví dụ: Phương trình chữ của phản ứng hóa học giữa khí hiđro và khí oxi tạo ra nước là:

    Khí hiđro + khí oxi → nước

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

   ${\mathrm{H}}_2 + {\mathrm{O}}_2 \to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

 - Ở hình 1: Nếu theo sơ đồ phản ứng: ${\mathrm{H}}_2 + {\mathrm{O}}_2 \to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ thì

+ Vế trái có 2 nguyên tử H và 2 nguyên tử O

+ Vế phải có 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O

=> vế trái có khối lượng lớn hơn vì hơn 1 nguyên tử O

- Ở hình 2: Nếu vế trái nhiều hơn 1 nguyên tử O thì ta thêm hệ số 2 trước vế phải, lúc này:

+ Vế trái: 2 nguyên tử H và 2 nguyên tử O

+ Vế phải: 4 nguyên tử H và 2 nguyên tử O

=> vế phải có khối lượng lớn hơn, do hơn 2 nguyên tử H

- Ở hình 3: ta thêm hệ số 2 vào trước ${\mathrm{H}}_2$ và ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

+ Vế trái: 4 nguyên tử H và 2 nguyên tử O

+ Vế phải: 4 nguyên tử H và 2 nguyên tử O

=> khối lượng của 2 vế bằng nhau, số nguyên tử của mỗi nguyên tố đã bằng nhau

Phương trình hóa học của phản ứng viết như sau: $2{{H}_{2}}+{{O}_{2}}\to 2{{H}_{2}}O$

II. Các bước lập phương trình hóa họ

Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, gồm công thức hóa học của chất tham gia, sản phẩm.

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố: tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức sao cho số nguyên tử các nguyên tố ở chất tham gia và chất tạo thành là bằng nhau.

Bước 3: Viết thành phương trình hóa học.

Chú ý:

- Không được thay đổi các chỉ số trong công thức hóa học đã viết đúng. Ví dụ như 3${\mathrm{O}}_2$ (đúng) chuyển thành 6O (sai)

- Viết hệ số cao bằng kí hiệu hóa học. Ví dụ: 2Al, 3Fe (đúng), không viết là ${ }_2\mathrm{Al} ,{ }_3\mathrm{Fe}$.

- Trong các công thức hóa học có các nhóm nguyên tử như OH, ${\mathrm{SO}}_4$,… thì coi cả nhóm như 1 đơn vị để cân bằng, trước và sau phản ứng số nhóm nguyên tử phải bằng nhau.

Ví dụ: Lập phương trình hóa học cho phản ứng hóa học sau: photpho + oxi → điphotpho pentaoxit (${\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$)

Hướng dẫn:

Bước 1: Sơ đồ của phản ứng: $\mathrm{P} + {\mathrm{O}}_2 \to {\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$

Bước 2: Đặt hệ số thích hợp trước từng công thức. Ta thấy số nguyên tử P và O đều không bằng nhau, nhưng nguyên tố oxi có số nguyên tử nhiều hơn. Ta bắt đầu từ nguyên tố này. Trước hết làm chẵn số nguyên tử O ở bên phải, đặt hệ số 2 trước ${\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$ ta được:

$\mathrm{P} + {\mathrm{O}}_2 \to 2{\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$  

Bên trái cần có 4P và 10O hay $5{\mathrm{O}}_2$, các hệ số 4 và 5 là thích hợp

Bước 3: Viết phương trình hóa học: $4\mathrm{P} + 5{\mathrm{O}}_2 \to 2{\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$

III. Ý nghĩa phương trình hóa học

- Phương trình hóa học cho ta biết tỉ lệ về số nguyên tử, số phân tử giữa các chất cũng như từng cặp chất trong phản ứng. Tỉ lệ này bằng đúng tỉ lệ hệ số mỗi chất trong phương trình.

Ví dụ: Trong phương trình phản ứng: $4\mathrm{P} + 5{\mathrm{O}}_2 \to 2{\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$

Tỉ lệ số nguyên tử P : số phân tử ${\mathrm{O}}_2$ : số phân tử ${\mathrm{P}}_2{\mathrm{O}}_5$ = 4 : 5 : 2

Sơ đồ tư duy: Phương trình hóa học