MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 1.. Để cân bằng phản ứng theo phương pháp này ta cần thực hiện các bước sau: Bước 1: Đưa các số nguyên hay phân số vào trước các CTHH sao
Trang 1MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC
1 Phương pháp 1: Phương pháp “hệ số phân số”.
Để cân bằng phản ứng theo phương pháp này ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Đưa các số nguyên hay phân số vào trước các CTHH sao cho số
nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế bằng nhau, nên chọn một chất trong phản ứng
có nhiều nguyên tố nhất và có các chỉ số nguyên tử lớn nhất có hệ số là 1, sau đó đặt tiếp các hệ số khác
Bước 2: Quy đồng rồi khử mẫu để được PTHH hoàn chỉnh (nếu có phân số)
Ví d ụ 1 : Cân bằng phẩn ứng sau:
P + O2 P2O5 Cách làm: Chọn P2O5 có hệ số là 1, đưa hệ số 2 vào trước P và hệ số
2
5 vào trước O2 để cân bằng số nguyên tử
2P +
2
5 O2 P2O5 Tiếp đó ta quy đồng mẫu số chung là 2 ta được:
4
2 P +
5
2O2 2
2 P2O5 Khử mẩu ta được PTHH hoàn chỉnh:
4P + 5O2 →t0 2P2O5
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng sau.
Fe(OH)3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
Cách làm: Chọn Fe2(SO4)3 có hệ số là 1, đặt hệ số 2 vào trước Fe(OH)3, hệ số 3 vào trước H2SO4 , hệ số 6 vào trước H2 O,
2 Fe(OH)3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O
Kiểm tra số nguyên tử của mỗi nguyên tố ta thấy chúng đã bằng nhau ở 2 vế, ta viết lại thành PTHH hoàn chỉnh:
2 Fe(OH)3 + 3H2SO4 →t0 Fe2(SO4)3 + 6H2O
*Nhận xét: Phương pháp này áp dụng đặc biệt có hiệu quả với các phương
trình có một hoặc nhiều đơn chất, tổng số chất trong phản ứng từ 3 đến 4 (phản ứng
giữa kim loại, phi kim với các chất khác hay các phản ứng phân hủy tạo ra đơn chất), hoặc phản ứng trung hòa, trao đổi trong dung dịch
2 Phương pháp 2: Phương pháp chẵn lẻ
Để cân bằng theo phương pháp này ta làm như sau: Xét các chất trước và sau phản ứng Nếu số nguyên tử của cùng một nguyên tố trong một vế là chẵn, còn trong vế kia là lẽ thì trước hết làm chẵn số nguyên tử lẽ bằng cách đặt hệ số 2 trước CTHH có số nguyên tử lẽ, sau đó tìm các hệ số còn lại
t 0
t 0
t 0
Trang 2Ví d ụ 1: Cân bằng phản ứng hĩa học sau:
FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2
Ta thấy số nguyên tử O ở vế trái là chẵn, cịn ở vế phải là lẽ, nên ta đặt hệ
số 2 trước Fe2O3 để làm chẵn số nguyên tử O
FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2
Tiếp theo ta lần lượt cân bằng số nguyên tử Fe và S
4FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2 (đặt hệ số 4 trước FeS2)
4FeS2 + O2 2Fe2O3 + 8SO2 (đặt hệ số 8 trước SO2)
Cuối cùng ta cân bằng oxi , đặt 11 trước O2 ta được phương trình hoá học:
4FeS2 + 11 O2 →t0 2Fe2O3 + 8SO2
Ví d ụ 2: Cân bằng phản ứng hĩa học sau
Al + CuCl2 AlCl3 + Cu
Ta thấy Cl trong CuCl2 là chẵn cịn trong AlCl3 lẽ
Thêm 2 trước công thức AlCl3
Al + CuCl2 2AlCl3 + Cu
Cân bằng Cl và Al, đặt hệ số 3 trước CuCl2, đặt hệ số 2 trước AlCl3:
2Al + 3 CuCl2 2AlCl3 + Cu
Cuối cùng ta cân bằng Cu, ta được PTHH
2Al + 3CuCl2 → 2AlCl3 + 3Cu
*Nhận xét: Trong các trường hợp, cĩ thể cĩ PTHH mà nhiều nguyên tố ở 1
vế là chẵn, cịn ở vế kia là lẽ, ta nên chọn nguyên tố cĩ số lẽ cao hơn để cân bằng
Ví dụ: Al + O2 Al2O3
Cả nguyên tử Al và O đều cĩ 1 bên chẵn, 1 bên lẽ nhưng O cĩ số lẽ cao hơn nên cân bằng trước:
Al + O2 2Al2O3 (Đặt hệ số 2 trước Al2O3)
Al + 3O2 2Al2O3 (Cân bằng oxi, dặt hệ số 3 trước O2)
4Al + 3O2 →t0 2Al2O3 (Cân bằng Al, dặt hệ số 4 trước Al)
3 Phương pháp 3: Phương pháp đại số
Để cân bằng PTHH theo phương pháp này ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c… lần lượt vào trước CTHH ở 2 vế của PTHH Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở 2 vế bằng 1 hệ phương trình đại số bậc
nhất chứa các ẩn a, b, c, … (để lập được các phương trình cần nắm vững tổng số
nguyên tử của 1 nguyên tố ở vế trái luơn bằng tổng số nguyên tử nguyên tố đĩ ở vế phải) Như vậy với PTHH bất kì nếu cĩ tổng số chất là n thì ta luơn lập được (n - 1)
phương trình
Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số a, b, c, … Vì phương
trình cĩ n ẩn nhưng chỉ cĩ (n - 1) phương trình nên ta chọn 1 giá trị bất kì cho 1 ẩn
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
t 0
Trang 3số nào đĩ sao cho dễ tìm các hệ số cịn lại theo giá trị đĩ, sau đĩ giải phương trình tìm các hệ số cịn lại
Bước 4: Đưa các giá trị a, b, c, … vừa tìm được vào PTHH, nếu hệ số tìm
được là phân số ta quy đồng rồi khử mẩu
Ví d ụ: Lập PTHH từ sơ đồ sau:
Cu + HNO3 đặc Cu(NO3)2 + NO2 ↑ + H2O
Bước 1: Đặt các hệ số lần lượt vào trước các CTHH.
aCu + bHNO3 đặc cCu(NO3)2 + dNO2↑+ eH2O
Bước 2: Thiết lập hệ phương trình bậc nhất, cĩ 5 chất nên lập được 4
phương trình đại số
Cu: a = c (1)
H: b = 2e (2)
N: b = 2c + d (3)
O: 3b = 3.2.c + 2d + e ⇔3b = 6c + 2d + e (4)
Ta cĩ hệ phương trình:
a = c (1)
b = 2c + d (3)
3b = 6c + 2d + e (4)
Bước 3: Giải hệ phương trình trên bằng cách: chọn c = 1 (cĩ thể chọn 1 hệ
số khác với 1 giá trị bất kì tuy vậy việc tính tốn khĩ khăn hơn)
Từ (1) ⇒a = c = 1 (*)
Mặt khác từ (2) ta cĩ : b = 2e ⇒e =
2
b
(**) Thay các giá trị (*); (**) vào (3), (4) ta được hệ phương trình:
b = 2 + d b = 2 + d
3b = 6 + 2d +
2
b
5b = 12 + 4d Giải hệ phương trình trên ta được: d = 2; b = 4
⇒ thay b = 4 vào phương trình 2 ta được: 4 = 2 e ⇒e = 2
Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm được vào trước các CTHH ta được PTHH
hồn chỉnh : Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
*Nhận xét: Ưu điểm của phương pháp này là ta cĩ thể áp dụng với bất kì
PTHH nào, đặc biệt là các phương trình khĩ mà 2 phương pháp ở trên khơng thực hiện được Nhược điểm của phương pháp này là dài, tính tốn mất thời gian, nên ta chỉ áp dụng khi cân bằng các phương trình khĩ và khơng giới hạn về thời gian
4 Phương pháp 4: Phân loại phương trình hĩa học.
Đây khơng phải là một phương pháp dễ cân bằng PTHH mà chỉ lưu ý khi cân bằng Đĩ là, trong khi lập nhiều PTHH mà chúng tương tự nhau thì nên phân loại
Trang 4chúng sau đó cân bằng chính xác 1 PTHH rồi lấy các hệ số đó điền vào các PTHH tương tự
Ví dụ: Viết thành PTHH từ các sơ đồ:
a Fe + Cl2 FeCl3
b Fe2O3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
c Al + Cl2 AlCl3
d Al2O3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O
Ta thấy phương trình (a) giống với phương trình (c), phương trình (b) giống với phương trình (d) Vậy ta cân bằng phương trình (a) và (b) rồi lấy kết quả điền vào các phương trình giống nhau:
2Fe + 3Cl2 →t0 2FeCl3
Suy ra: PTHH của phương trình (c) là:
2Al + 3Cl2 →t0 2AlCl3
Tương tự cân bằng phương trình (b):
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Suy ra PTHH của phương trình (d) là:
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
Có những phản ứng hóa học ta cân bằng PTHH tổng quát, sau đó áp dụng cho từng trường hợp cụ thể thì luôn đúng
Ví dụ: Phản ứng giữa khí H2 hoặc khí CO với oxit của Fe
PTHH tổng quát là: FexOy + yH2 →t0 xFe + y H2O
Áp dụng cho FeO: x =1, y =1: FeO + H2 →t0 Fe + H2O
Áp dụng cho Fe3O4: x =3, y = 4: Fe3O4 + 4H2 →t0 3Fe + 4 H2O
Áp dụng cho Fe2O3 x =2, y = 3: Fe2O3 + 3H2 →t0 2Fe + 3 H2O
Thay H2 bằng CO thì cũng tương tự
Qua các ví dụ trên, ta thấy 1 PTHH có thể có nhiều cách cân bằng khác nhau
Cuối cùng muốn cân bằng nhanh và chính xác đòi hỏi các em phải tự giác vận dụng thường xuyên và linh hoạt các phương pháp cân bằng vào các phương trình hóa học cụ thể để có được kĩ năng tốt khi cân bằng PTHH./
t 0
t 0