11 phươngphápcânbằngphảnứnghóahọc Thứ Ba, 03/01/2012, 08:53 CH | Lượt xem: 1820 Để giải đúng và nhanh các bài toán hóahọc ta cần biết và cânbằng nhanh các phảnứng có trong bài đó. Có rất nhiều phươngpháp để cân bằng, dưới đây xin giới thiệu một số phươngpháp đó (Từ dễ đến khó) 1. Phươngpháp nguyên tử nguyên tố: Đây là một phươngpháp khá đơn giản. Khi cânbằng ta cố ý viết các đơn chất khí (H 2 , O 2 , C1 2 , N 2 …) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước. Ví dụ: Cânbằngphảnứng P + O 2 –> P 2 O 5 Ta viết: P + O –> P 2 O 5 Để tạo thành 1 phân tử P 2 O 5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O: 2P + 5O –> P 2 O 5 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 P 2 O 5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P 2 O 5 . Do đó: 4P + 5O 2 –> 2P 2 O 5 2. Phươngpháphóa trị tác dụng: (7) 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 PUHH. Áp dụng phươngpháp này cần tiến hành các bước sau: + Xác định hóa trị tác dụng: II – I III – II II-II III – I BaCl 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 –> BaSO 4 + FeCl 3 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: BSCNN(1, 2, 3) = 6 + Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số: 6/II = 3, 6/III = 2, 6/I = 6 Thay vào phản ứng: 3BaCl 2 + Fe 2 (SO 4 ) 3 –> 3BaSO 4 + 2FeCl 3 Dùng phươngpháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các nguyên tố thường gặp. 3. Phươngpháp dùng hệ số phân số: Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt 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: P + O 2 –> P 2 O 5 + Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O 2 –> P 2 O 5 + Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ỏ đây nhân 2. 2.2P + 2.5/2O 2 –> 2P 2 O 5 hay 4P + 5O 2 –> 2P 2 O 5 4. Phươngpháp “chẵn – lẻ”: Một phảnứng sau khi đã cânbằng 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: FeS 2 + O 2 –> Fe 2 O 3 + SO 2 Ở vế trái số nguyên tử O 2 là chẵn với bất kỳ hệ số nào. Ở vế phải, trong SO 2 oxi là chẵn nhưng trong Fe 2 O 3 oxi là lẻ nên phải nhân đôi. Từ đó cânbằng tiếp các hệ số còn lại. 2Fe 2 O 3 –> 4FeS 2 –> 8SO 2 ® 11O 2 Đó là thứ tự suy ra các hệ số của các chất. Thay vào PTPU ta được: 4FeS 2 + 11O 2 –> 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 5. Phươngpháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất: Chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phảnứng để bắt đầu cânbằng hệ số các phân tử. Ví dụ: Cu + HNO 3 –>Cu(NO 3 ) 2 + NO + H 2 O Nguyên tố có mặt nhiều nhất là nguyên tố oxi, ở vế phải có 8 nguyên tử, vế trái có 3. Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, vậy hệ số của HNO 3 là 24 /3 = 8 Ta có 8HNO 3 –> 4H 2 O ® 2NO (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn) 3Cu(NO 3 ) 2 –> 3Cu Vậy phảnứngcânbằng là: 3Cu + 8HNO 3 –> 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O 6. Phươngphápcânbằng theo “nguyên tố tiêu biểu”: Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có đặc điểm sau: + Có mặt ít nhất trong các chất ở phảnứng đó. + Liên quan gián tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng. + Chưa thăng bằng về nguyên tử ở hai vế. Phươngphápcânbằng này tiến hành qua ba bước: a. Chọn nguyên tố tiêu biểu. b. Cânbằng nguyên tố tiêu biểu. c. Cânbằng các nguyên tố khác theo nguyên tố này. Ví dụ: KMnO 4 + HCl –> KCl + MnCl 2 + Cl 2 + H 2 O a. Chọn nguyên tố tiêu biểu: O b. Cânbằng nguyên tố tiêu biểu: KMnO 4 –> 4H 2 O c. Cânbằng các nguyên tố khác: + Cânbằng H: 4H 2 O –> 8HCl + Cânbằng Cl: 8HCl –> KCl + MnCl 2 + 5/2Cl 2 Ta được: KMnO4 + 8HCl –> KCl + MnCl2 + 5/2Cl 2 + 4H 2 O Sau cùng nhân tất cả hễ số với mẫu số chung ta có: 2KMnO 4 + 16HCl –> 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O 7. Phương phápcânbằng theo trình tự kim loại – phi kim: Theo phươngpháp này đầu tiên cânbằng số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim và cuối cùng là H, sau cùng đưa các hệ số đã biết để cânbằng nguyên tử O. Ví dụ 1. NH 3 + O 2 –> NO + H 2 O Phảnứng này không có kim loại, nguyên tử phi kim N đã cân bằng. Vậy ta cânbằng luôn H: 2NH 3 –> 3H 2 O (Tính BSCNN, sau đó lấy BSCNN chia cho các chỉ số để được các hệ số) + Cânbằng N: 2NH 3 –> 2NO + Cânbằng O và thay vào ta có: 2NH 3 + 5/2O 2 –> 2NO + 3H 2 O Cuối cùng nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất: 4NH 3 + 5O 2 –> 4NO + 6H 2 O Ví dụ 2. CuFeS 2 + O 2 ® CuO + Fe 2 O 3 + SO 2 Hoàn toàn tương tự như trên. Do nguyên tử Cu đã cân bằng, đầu tiên ta cânbằng Fe, tiếp theo cânbằng theo thứ tự Cu –> S –> O rồi nhân đôi các hệ số: 4CuFeS 2 + 13O 2 –> 4CuO + 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 8. Phương phápcânbằng phản ứng cháy của chất hữu cơ: a. Phảnứng cháy của hidrocacbon: Nên cânbằng theo trình tự sau: - Cânbằng số nguyên tử H. Lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia cho 2, nếu kết quả lẻ thì nhân đôi phân tử hidrocacbon, nếu chẵn thì để nguyên. - Cânbằng số nguyên tử C. - Cânbằng số nguyên tử O. Tự lấy ví dụ nghen. b. Phảnứng cháy của hợp chất chứa O. Cânbằng theo trình tự sau: - Cânbằng số nguyên tử C. - Cânbằng số nguyên tử H. - Cânbằng 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 PT để khử mẫu số. 9. Phươngpháp xuất phát từ bản chất hóahọc của phản ứng: Phươngpháp này lập luận dựa vào bản chất của phảnứng để cân bằng. Ví dụ: Fe 2 O 3 + CO –> Fe + CO 2 Theo phảnứng trên, khi CO bị oxi hóa thành CO2 nó sẽ kết hợp thêm oxi. Trong phân tử Fe 2 O 3 có 3 nguyên tử oxi, như vậy đủ để biến 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO 2 . Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO 2 sau đó đặt hệ số 2 trước Fe: Fe 2 O 3 + 3CO –> 2Fe + 3CO 2 10. Phươngphápcânbằng electron: Đây là phương phápcânbằng áp dụng cho các phảnứng oxi hóa khử. Bản chất của phương trình này dựa trênm nguyên tắc Trong một phảnứng oxi hóa – khử, số electron do chất khử nhường phải bằng số electron do chất oxi hóa thu. Việc cânbằng qua ba bước: a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa. b. Lập thăng bằng electron. c. Đặt các hệ số tìm được vào phảnứng và tính các hệ số còn lại. Ví dụ. Cânbằngphản ứng: FeS + HNO 3 –> Fe(NO 3 ) 3 + N 2 O + H 2 SO 4 + H 2 O a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa: Fe +2 –> Fe +3 S -2 –> S +6 N +5 –> N +1 (Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng) b. Lập thăng bằng electron: Fe +2 –> Fe +3 + 1e S -2 –> S +6 + 8e FeS –> Fe +3 + S +6 + 9e 2N +5 + 8e –> 2N +1 –> Có 8FeS và 9N2O. c. Đặt các hệ số tìm được vào phảnứng và tính các hệ số còn lại: 8FeS + 42HNO 3 –> 8Fe(NO 3 ) 3 + 9N 2 O + 8H 2 SO 4 + 13H 2 O Ví dụ 2. Phảnứng trong dung dịch bazo: NaCrO 2 + Br 2 + NaOH –> Na 2 CrO 4 + NaBr CrO 2- + 4OH - –> CrO 4 2- + 2H 2 O + 3e x2 Br2 + 2e –> 2Br - x3 Phương trình ion: 2CrO 2- + 8OH - + 3Br2 –> 2CrO4 2- + 6Br - + 4H2O Phương trình phảnứngphân tử: 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH –> 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 4H 2 O Ví dụ 3. Phảnứng trong dung dịch có H 2 O tham gia: KMnO 4 + K 2 SO 3 + H 2 O –> MnO 2 + K 2 SO 4 MnO 4- + 3e + 2H 2 O –> MnO 2 + 4OH - x2 SO 3 2- + H2O –> SO4 2- + 2H+ + 2e x3 Phương trình ion: 2MnO 4- + H 2 O + 3SO 3 2- –> 2MnO 2 + 2OH - + 3SO 4 2- Phương trình phảnứngphân tử: 2KMnO 4 + 3K 2 SO 3 + H 2 O –> 2MnO 2 + 3K 2 SO 4 + 2KOH 11. Phương phápcânbằng đại số: Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phảnứnghoá học, ta coi hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phương trình phảnứnghoá học. Ví dụ: Cânbằngphản ứng: Cu + HNO 3 –> Cu(NO 3 ) 2 + NO + H 2 O Kí hiều các hệ số phải tìm là các chữ a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta thu được: aCu + bHNO 3 –> cCu(NO 3 ) 2 + dNO + eH 2 O + Xét số nguyên tử Cu: a = c (1) + Xét số nguyên tử H: b = 2e (2) + Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3) + Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4) Ta được hệ phương trình 5 ẩn và giải như sau: Rút e = b/2 từ phương trình (2) và d = b – 2c từ phương trình (3) và thay vào phương trình (4): 3b = 6c + b – 2c + b/2 => b = 8c/3 Ta thấy để b nguyên thì c phải chia hết cho 3. Trong trường hợp này để hệ số của phương trình hoáhọc là nhỏ nhất ta cần lấy c = 3. Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4 Vậy phương trình phảnứng trên có dạng: 3Cu + 8HNO 3 –> 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O Ở ví dụ trên trong phương trình hoáhọc có 5 chất (Cu, HNO 3 , Cu(NO 3 ) 2 , NO, H 2 O) và 4 nguyên tố (Cu, H, N, O) khi lập hệ phương trình đại số để cânbằng ta được một hệ 4 phương trình với 5 ẩn số. Hay nói một cách tổng quát, ta có n ẩn số và n – 1 phương trình. Như vậy khi lập một hệ phương trình đại số để cânbằng một phương trình hoá học, nếu có bao nhiêu chất trong phương trình hoáhọc thì có bấy nhiêu ẩn số và nếu có bao nhiêu nguyên tố tạo nên các hợp chất đó thì có bấy nhiêu phương trình. . 11 phương pháp cân bằng phản ứng hóa học Thứ Ba, 03/01/2012, 08:53 CH | Lượt xem: 1820 Để giải đúng và nhanh các bài toán hóa học ta cần biết và cân bằng nhanh các phản ứng có trong. 3CO 2 10. Phương pháp cân bằng electron: Đây là phương pháp cân bằng áp dụng cho các phản ứng oxi hóa khử. Bản chất của phương trình này dựa trênm nguyên tắc Trong một phản ứng oxi hóa – 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: Fe 2 O 3 + CO –> Fe + CO 2 Theo phản ứng trên,