16 Phơng pháp Phơng pháp Bảo toàn nguyên tố I PHƯƠNG PHÁP GIẢI - Nguyên tắc chung phương pháp dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố (BTNT); “ Trong phản ứng hóa học thơng thường, ngun tố ln bảo tồn” Điều có nghĩa là: “Tổng số mol nguyên tử nguyên tố X trước sau phản ứng nhau” - Điểm mấu chốt phương pháp phải xác định hợp phần có chứa nguyên tố X trước sau phản ứng, áp dụng ĐLBT nguyên tố với X để rút mối quan hệ hợp phần từ đưa kết luận II CÁC DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP Phương pháp bảo tồn ngun tố áp dụng cho hầu hết dạng tập, đặc biệt dạng hỗn hợp nhiều chất, xảy nhiều biến đổi phức tạp Dưới số dạng tập điển hình Dạng Từ nhiều chất ban đầu tạo thành sản phẩm Từ kiện đề → số mol nguyên tố X chất đầu → tổng số mol sản phẩm tạo thành → số mol sản phẩm - Hỗn hợp kim loại oxit kim loại → hyđroxit kim loại → oxit - Al Al2O3 + oxit sắt ⇒ n Al2 O3 (cuối) = t0 hỗn hợp rắn → hyđroxit → Al2O3 + Fe2O3 n Al + n Al2 O3 (đầu) ; n Fe2 O3 (cuối) = ∑n Fe (đầu) Dạng Từ chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm Từ kiện đề → tổng số mol ban đầu, số mol hợp phần cho → số mol chất cần xác định - Axit có tính oxi hóa (HNO3, H2SO4 đặc, nóng) Kim loại Muối + khí ⇒ nX (axit) = nX (muối) + nX (khí) (X: N S) - Khí CO2 (hoặc SO2) hấp thụ vào dung dịch kiềm: CO2 → CO32− + HCO3− SO2 → SO32− + HSO3− ⇒ n CO2 = n CO 2− + n HCO − 3 ⇒ n SO2 = n SO 2− + n HSO − 3 16 17 - Tính lưỡng tính Al(OH)3 Trường hợp Trường hợp − + OH → Al(OH)3 + [Al(OH)4]− Al3+ ⇒ ∑n Al3+ = n [Al(OH) − 3] H [Al(OH)4] − → Al(OH)3 + Al3+ + n Al(OH)3 ⇒ ∑n [Al(OH) ]− = n Al3+ + n Al(OH)3 t → hỗn hợp chất rắn + CO2 (H2O) - Hỗn hợp oxit kim loại + CO (H2) Theo định luật bảo toàn nguyên tố với O: * Khi H = 100%: nO (oxit) = nO (rắn) + nhỗn hợp khí sau = nO (rắn) + nhỗn hợp khí trước * Khi H < 100%: nO (oxit) = nO (rắn) + - Bài toán cracking ankan: Ankan X mhỗn hợp khí sau - mhỗn hợp khí trước cracking 16 hỗn hợp Y Mặc dù có biến đổi hóa học xảy trình cracking, Y thường hỗn hợp phức tạp (có thể có H2), phản ứng cracking xảy theo nhiều hướng, với hiệu suất H < 100% Nhưng ta quan tâm đến bảo toàn nguyên tố C, H từ dễ dàng xác định tổng lượng nguyên tố ∑ n C(Y) =∑ n C(X) ∑ n H(Y) =∑ n H(X) Thông thường đề cho số mol ankan X → Dạng Từ nhiều chất ban đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm Trong trường hợp không cần thiết phải tìm xác số mol chất, mà quan tâm đến hệ thức: ∑n X( đầu) = ∑n X(cuối) Tức quan tâm đến tổng số mol nguyên tố trước sau phản ứng Nếu biết ⇒ ∑n X( cuối) ∑n X( đầu) ngược lại Với dạng này, đề thường yêu cầu thiết lập hệ thức dạng tổng quát số mol chất Dạng Bài toán điốt cháy hóa hữu t0 CO + H O + N Xét đốt cháy tổng quát: CxHyOzNt + O2 → 2 nC = n CO2 Theo ĐLBT nguyên tố: nH = n H 2O ⇒ n O(Cx H y Oz N t ) = n CO2 + n H 2O - n O2 nN = n N2 17