Nội dung chính hóa học 8 kết nối tri thức Bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học

BÀI 5: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

1. Định luật bảo toàn khối lượng.
2. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng.

- Lịch sử ra đời của định luật bảo toàn khối lượng:

Khi cân bình nút kin đựng bột kim loại trước và sau khi nung, M.V. Lomonosov nhận thấy rằng khối lượng của chúng không thai đổi, mặc dù những chuyển hóa hóa học đã xảy ra với kim loại trong bình. Khi áp dụng các phương pháp định lượng nghiên cứu phản ứng hóa học, năm 1748, M.V. Lomonosov đã tìm ra được một trong những định luật quan trong nhất của tự nhiên, mang tên định luật bảo toàn khối lượng. Ông trình bày định luật đó như sau: “Tất cả những biến đổi xảy ra trong tự nhiên thực chất là nếu lấy đi bao nhiêu ở vật thể này, thì có bấy nhiêu được thêm vào ở vật thể khác. Như vậy, nếu ở đây giảm đi bao nhiêu vật chất, thì sẽ có từng đấy vật chất tăng lên ở chỗ khác”.  Cùng thời điểm đó A.L. Lavoisier cũng tiến hành được thí nghiệm độc lập chứng minh được sự bảo toàn khối lượng trong các phản ứng hóa học.

Hiện nay định luật bảo toàn khối lượng của các chất được phát biểu như sau: “Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng”.

-  Giải thích cơ sở của định luật bảo toàn khối lượng: Trong các phản ứng hóa học, chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, còn số nguyên tử của mỗi nguyên tố hóa học vẫn giữ nguyên, vì vậy tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm.

2. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng.

VD: Biết khối lượng barium chloride và sodium sulfate đã phản ứng lần lượt lad 20,8 gam và 14,2 gam, khối lượng của bari sulfate tạo thành là 23,3 gam. Khối lượng sodium chloride tạo thành là bao nhiêu?

Bài giải

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_{Bari chloride} + m_{Sodium sulfate} = m_{Bari sulfate} + m_{Sodium chloride}

20,8 + 14,2 -23,3 = 11,7 (g)

Tổng quát: Nếu trong phản ứng có n chất, khi biết khối lượng đã tham gia và tạo thành của (n-1) chất, ta sẽ xác định được khối lượng của chất còn lại.

1. Phương trình hóa học
2. Lập phương trình hóa học.

VD1: Phản ứng giữa oxygen và hydrogen:

Khí hydrogen + Khó oxygen → Nước

Thay thế tên chất bằng công thức hóa học, ta có:

H₂ + O₂ →  H₂O

Vì số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế của sơ đồ phản ứng bằng nhau, nên ta thêm các hệ số đứng trước chất, ta được phương trình hóa học:

2H₂ + O₂ →  2H₂O

Phương trình hóa học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học.

VD2: Viết PTHH phản ứng giữa alumminium và oxygen.

Các bước lập phương trình hóa học:

- Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng.

Al + O₂ → Al₂O₃

- Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế.

Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

- Bước 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng.

4Al + 3O₂→ 2Al₂O₃

• Lưu ý:

- Hệ số viết ngang với kí hiệu của các chất

- Không thay đổi các chỉ số trong các công thức hóa học đã viết đúng.

Nếu trong công thức hóa học, các chất ở 2 vế có những nhóm nguyên tử giống nhau thì coi nhóm nguyên tử này như một nguyên tố để cân bằng.

1. 3Fe + 2O₂ Fe₃O₄
2. 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
3. Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄
4. CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

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

2. Ý nghĩa của phương trình hóa học
3. Sơ đồ phản ứng cho biết chất sinh ra và chất tạo thành phản ứng. PTHH là sơ đồ phản ứng sau khi cân bằng để tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

Na₂CO₃ + Ba(OH)₂ →  BaCO₃ + NaOH

Như vậy: 1 phân tử Na₂CO₃ phản ứng với 1 phân tử Ba(OH)₂ tạo ra 1 phân tử BaCO₃ và 2 phân tử NaOH.

3. Số mol Fe là 0,1 mol

Gỉ sắt tạo thành tối đa khi toàn bộ sắt phản ứng hết.

Phản ứng

 4Fe + 3O₂  → 2Fe₂O₃

Tỉ lệ          2 mol                 1 mol

Phản ứng: 0,1 mol    →    0,05 mol

Khối lượng gỉ sắt tạo thành là:

0,05. 160=8(g)

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