CÂN BẰNG PHẢN ỨNG hóa học

Phương pháp hóa trị tác dụng - Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong phản ứng hóa học.. Phương pháp dụng

(Trích từ trang “hoahocngaynay.com”)

I NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP

- Để giải đúng và nhanh các bài toán hóa học ta cần biết và cân bằng nhanh các phản ứng có trong bài đó Có rất nhiều phương pháp để cân bằng, dưới đây xin giới thiệu một số phương pháp đó

1 Phương pháp nguyên tử nguyên tố

- Đây là một phương pháp khá đơn giản Khi cân bằng ta cố ý viết các đơn chất khí (H2, O2, N2…) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước

Ví dụ: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

P + O  P O + Ta viết: P + [O] P O2 5

+ Để tạo thành 1 phân tử P2O5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O:

2 5 2P + 5OP O + Nhưng phân tử oxi bao giờ cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P2O5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P2O5 Do đó:

2 Phương pháp hóa trị tác dụng

- Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong phản ứng hóa học

- Áp dụng phương pháp này cần tiến hành các bước

Ví dụ: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

BaCl + Fe (SO )  BaSO + FeCl + Bước 1: Xác định hóa trị tác dụng:

Ba Cl + Fe ( SO )  Ba SO + Fe Cl

 Hóa trị tác dụng lần lượt từ trái qua phải là:

II – I – III – II – II – II – III – I

 Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng:

PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG HÓA HỌC

+ Bước 2: Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số:

6 = 3 II 6 = 2 III 6 = 6 I

 Thay vào phản ứng:

- Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các nguyên tố thường gặp

3 Phương pháp dụng hệ số phân số:

- Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt 2 số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố

ở hai vế bằng nhau Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số

Ví dụ: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

P + O P O + Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5O 2 P O2 5

+ Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số Ở đây nhân 2:

5

4 Phương pháp "chẵn – lẻ"

- Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của một nguyên tố ở

vế trái bằng số nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử nguyên tố đó còn

lẻ thì phải nhân đôi

Ví dụ: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

FeS + O Fe O + SO

- Nhận xét

+ Ở vế trái số nguyên tử O2 là chẵn với bất kỳ hệ số nào

+ Ở vế phải, trong SO2 oxi là chẵn nhưng trong Fe2O3 oxi là lẻ nên phải nhân đôi

+ Từ đó cân bằng tiếp các hệ số còn lại

2Fe O  4FeS  8SO  11O

 Đú là thứ tự suy ra cỏc hệ số của cỏc chất

 Thay vào phương trỡnh phản ứng ta được:

5 Phương phỏp xuất phỏt từ nguyờn tố chung nhất

- Chọn nguyờn tố cú mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cõn bằng hệ số cỏc phõn tử

Vớ dụ: Cõn bằng phản ứng húa học sau:

Cu + HNO Cu(NO ) + NO + H O

- Cỏch cõn bằng:

+ Nguyờn tố cú mặt nhiều nhất là nguyờn tố O Vế trái : 8 nguyên tử

Vế phải 3 nguyên tử + Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24vậy hệ số của HNO3 là 24

8

3  Ta cú:

Nguyên tử N vế trái chẵn

8HNO 4H O2NO3Cu(NO )  3Cu

+ Vậy phản ứng cõn bằng là:

6 Phương phỏp cõn bằng theo "nguyờn tố tiờu biểu":

- Nguyờn tố tiờu biểu là nguyờn tố cú đặc điểm sau:

+ Cú mặt ớt nhất trong cỏc chất ở phản ứng đú

+ Liờn quan giỏn tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng

+ Chưa thăng bằng về nguyờn tử ở hai vế

+ Phương phỏp cõn bằng này tiến hành qua ba bước:

 Bước 1: Chọn nguyờn tố tiờu biểu

 Bước 2: Cõn bằng nguyờn tố tiờu biểu

 Bước 3: Cõn bằng cỏc nguyờn tố khỏc theo nguyờn tố này

Vớ dụ: Cõn bằng phản ứng húa học sau:

KMnO + HClKCl + MnCl + Cl + H O

2

Bước 1: Nguyên tố tiêu biểu là O

Bước 2: Cân bằng nguyên tố tiêu biểu:

Bước 3: Cân b

5

2

ằng nguyên tố khác:

Cân bằng H:

Câng bằng Cl:







- Ta được:

5

2

- Sau cùng nhân tất cả hễ số với mẫu số chung ta có:

7 Phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại – phi kim:

- Theo phương pháp này đầu tiên cân bằng số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim và cuối cùng là H, sau cùng đưa các hệ số đã biết để cân bằng nguyên tử O

Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

NH + O NO + H O + Phản ứng này không có kim loại, nguyên tử phi kim N đã cân bằng Vậy

ta cân bằng luôn H:2NH 3 3H O2

(Tính BSCNN, sau đó lấy BSCNN chia cho các chỉ số để được các hệ số)

3

5

5

2 O

C©n b»ng N:

2





+ Cuối cùng nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất:

Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

CuFeS + O CuO + Fe O + SO

- Hoàn toàn tương tự như trên Do nguyên tử Cu đã cân bằng, đầu tiên ta cân bằng Fe, tiếp theo cân bằng theo thứ tự Cu S Orồi nhân đôi các hệ số:

8 Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của chất hữu cơ

a Phản ứng cháy của hidrocacbon:

- Nên cân bằng theo trình tự sau:

+ Cân bằng số nguyên tử C

+ Cân bằng số nguyên tử H

+ Cân bằng số nguyên tử O

- Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính tổng số nguyên tử O ở vế phải sau đó chia cho 2 được hệ số O ở vế phải, nếu chia lẻ thì ta nhân tất cả các chất ở 2 vế với 2

Ví dụ : Cân bằng phản ứng hóa học sau:

C H + O CO + H O

2 6

2 2

C©n b»ng C :

C©n b»ng H:

7

2

(Sè nguyª n tö O bª n ph¶i lµ 2.2 + 3 = 7 Chia 2 ra hÖ sè cña O)





 







- Cuối cùng ta cân bằng được phản ứng:

b Phản ứng cháy của hợp chất chứa O

- Cân bằng theo trình tự sau:

+ Cân bằng số nguyên tử C

+ Cân bằng số nguyên tử H

+ Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải rồi trừ đi số nguyên tử O có trong hợp chất Kết quả thu được đem chia đôi sẽ

ra hệ số của phân tử O2 Nếu hệ số đó lẻ thì nhân đôi cả 2 vế của phương trình để khử mẫu số

9 Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học của phản ứng

- Phương pháp này lập luận dựa vào bản chất của phản ứng để cân bằng

Ví dụ: Cân bằng phản ứng hóa học sau:

Fe O + COFe + CO + Theo phản ứng trên, khi CO bị oxi hóa thành CO2 nó sẽ kết hợp thêm oxi Trong phân tử Fe2O3 có 3 nguyên tử oxi, như vậy đủ để biến 3 phân tử

CO thành 3 phân tử CO2 Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO2 sau đó đặt hệ số 2 trước Fe:

10 Phương pháp đại số

- Nguyên tắc: số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau

- Các bước cân bằng:

+ Đặt ẩn số là các hệ số hợp thức

+ Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân bằng nguyên tố và lập phương trình đại số

+ Chọn nghiệm tựy ý cho một ẩn, rồi dựng hệ phương trỡnh đại số để suy

ra cỏc ẩn số cũn lại

Vớ dụ: Cõn bằng phản ứng húa học sau:

aFeS + bO cFe O + dSO

Ta cú:

BT Fe

BT O

a = 2c 2a = d 2b = 3c

a =

+

2 11

b = 2

d =







- Nhõn hai vế với 2 ta được phương trỡnh:

11 Phương phỏp cõn bằng electron

- Nguyờn tắc: Dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của

chất khử cho phải bằng tổng số electron chất oxi húa nhận

- Cỏc bước cõn bằng:

+ Bước 1:Viết sơ đồ phản ứng với cỏc nguyờn tố cú sự thay đổi số oxi húa

+ Bước 2: Viết cỏc quỏ trỡnh: khử (cho electron), oxi húa (nhận electron)

+ Bước 3: Cõn bằng electron: nhõn hệ số để:

Tổng số electron cho = Tổng số electron nhận (số oxi hóa giảm = số oxi hóa tăng) + Bước 4: Cõn bằng nguyờn tố khụng thay đổi số oxi hoỏ, thường theo thứ

tự sau đõy:

(1)

(2) Các bước

(3)

(4)

Kim loại (Ion dương) Gốc axit (Ion âm) Môi trường (Axit, bazơ) Nước (Cân









 bằng H O để cân bằng hiđro)2

+ Bước 5: Kiểm tra lại số nguyờn tử oxi ở hai vế (phải bằng nhau)

- Lưu ý:

+ Khi viết cỏc quỏ trỡnh oxi hoỏ và quỏ trỡnh khử của từng nguyờn tố, cần theo đỳng chỉ số qui định của nguyờn tố đú

Vớ dụ: Cõn bằng phản ứng húa học sau:

Fe + H SO Fe (SO ) + SO + H O 0

+3

+6

+4

1

x





- Phương trỡnh được cõn bằng như sau:

12 Phương phỏp cõn bằng ion – electron

- Phạm vi ỏp dụng: đối với cỏc quỏ trỡnh xảy ra trong dung dịch, cú sự tham gia của mụi trường (H2O, dung dịch axit hoặc bazơ tham gia)

- Cỏc nguyờn tắc:

+ Nếu phản ứng cú axit tham gia: Vế nào thừa O phải thờm H+

để tạo H2O + Nếu phản ứng cú bazơ tham gia: Vế nào thừa O phải thờm H2O để tạo ra

OH

- Cỏc bước tiến hành:

+ Bước 1: Tỏch ion, xỏc định cỏc nguyờn tố cú số oxi húa thay đổi và viết cỏc nửa phản ứng oxi húa – khử

+ Bước 2: Cõn bằng cỏc bỏn phản ứng:

 Cõn bằng số nguyờn tử mỗi nguyờn tố ở hai vế :

+

2

Thêm H hay OH

Thêm H O để cân bằng số nguyên tử hiđro

Kiểm soát số nguyên tử O hai vế sao cho bằng nhau



 Cõn bằng điện tớch thờm electron vào mỗi nửa phản ứng để cõn bằng điện tớch

+ Bước 3: Cõn bằng electron, nhõn hệ số để

Tổng số electron cho = Tổng số electron nhận (số oxi hóa giảm = số oxi hóa tăng) + Bước 4: Cộng cỏc nửa phản ứng ta cú phương trỡnh ion thu gọn

+ Bước 5: Để chuyển phương trỡnh dạng ion thu gọn thành phương trỡnh ion đầy đủ và phương trỡnh phõn tử cần cộng vào hai vế những lượng bằng nhau cỏc cation hoặc anion để bự trừ điện tớch

Vớ dụ: Cõn bằng phương trỡnh phản ứng sau:

Cu + HNO Cu(NO ) + NO + H O + Bước 1: + 2+

Cu + H + NOCu + 2NO + NO + H O

0

2+

3







+ Bước 2:

 Cân bằng nguyên tố

2+

+



 Cân bằng điện tích

2+

+



+ Bước 3: Cân bằng electron

2+

+

3x

O





+ Bước 4: + 2+

3Cu + 2NO + 8H 3Cu + 2NO + 4H O

+ Bước 5: 3Cu + 8HNO33Cu(NO ) + 2NO + 4H O3 2 2