CÂN BẰNG PHẢN ỨNG hóa học

Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG HĨA HỌC (Trích từ trang “hoahocngaynay.com”) I NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP - Để giải nhanh tốn hóa học ta cần biết cân nhanh phản ứng có Có nhiều phương pháp để cân bằng, xin giới thiệu số phương pháp Phương pháp nguyên tử nguyên tố - Đây phương pháp đơn giản Khi cân ta cố ý viết đơn chất khí (H2, O2, N2…) dạng nguyên tử riêng biệt lập luận qua số bước Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: P + O2   P2 O5 + Ta viết: P + [O]   P2O5 + Để tạo thành phân tử P2O5 cần nguyên tử P nguyên tử O: 2P + 5O   P2O5 + Nhưng phân tử oxi gồm hai nguyên tử, lấy phân tử oxi tức số nguyên tử oxi tăng lên gấp số nguyên tử P số phân tử P2O5 tăng lên gấp 2, tức nguyên tử P phân tử P2O5 Do đó: 4P + 5O2   2P2 O5 Phương pháp hóa trị tác dụng - Hóa trị tác dụng hóa trị nhóm nguyên tử hay nguyên tử nguyên tố chất tham gia tạo thành phản ứng hóa học - Áp dụng phương pháp cần tiến hành bước Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: BaCl2 + Fe2 (SO4 )3   BaSO4 + FeCl3 + Bước 1: Xác định hóa trị tác dụng: II I III II II II III I Ba Cl + Fe ( SO4 )3   Ba SO + Fe Cl   Hóa trị tác dụng từ trái qua phải là: II – I – III – II – II – II – III – I Tìm bội số chung nhỏ hóa trị tác dụng: BSCNN (1, 2, 3) = Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CỊN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 + Bước 2: Lấy BSCNN chia cho hóa trị ta hệ số:  =3 II =2 III =6 I Thay vào phản ứng: 3BaCl + Fe2 (SO )3   3BaSO + 2FeCl - Dùng phương pháp củng cố khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị nguyên tố thường gặp Phương pháp dụng hệ số phân số: - Đặt hệ số vào công thức chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số cho số nguyên tử nguyên tố hai vế Sau khử mẫu số chung tất hệ số Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: P + O2   P2O5 + Đặt hệ số để cân bằng: 2P + O2   P2 O5 + Nhân hệ số với mẫu số chung nhỏ để khử phân số Ở nhân 2:  2P2 O5 2.2P + O2   2P2 O5 hay 4P + 5O2  Phương pháp "chẵn – lẻ" - Một phản ứng sau cân số nguyên tử nguyên tố vế trái số ngun tử ngun tố vế phải Vì số nguyên tử nguyên tố vế số chẵn số nguyên tử nguyên tố vế phải chẵn Nếu cơng thức số ngun tử ngun tố lẻ phải nhân đơi Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: FeS + O2   Fe2O3 + SO2 - Nhận xét + Ở vế trái số nguyên tử O2 chẵn với hệ số + Ở vế phải, SO2 oxi chẵn Fe2O3 oxi lẻ nên phải nhân đơi + Từ cân tiếp hệ số lại 2Fe2O3   4FeS2   8SO2   11O2 Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CỊN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015   Đó thứ tự suy hệ số chất Thay vào phương trình phản ứng ta được: 4FeS + 11O2   2Fe2 O3 + 8SO2 Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung - Chọn nguyên tố có mặt nhiều hợp chất phản ứng để bắt đầu cân hệ số phân tử Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: Cu + HNO3   Cu(NO3 )2 + NO + H2O - Cách cân bằng: VÕ tr¸i : nguyªn tư + Ngun tố có mặt nhiều l nguyờn t O Vế phải nguyên tử + Bội số chung nhỏ 24  hệ số HNO3 24  Ta cú: Nguyên tử N vế trái ch½n 8HNO3   4H2O   2NO   3Cu(NO3 )2   3Cu + Vậy phản ứng cân là: 3Cu + 8HNO3   3Cu(NO3 )2  2NO  4H O + + + +    Phương pháp cân theo "nguyên tố tiêu biểu": Nguyên tố tiêu biểu nguyên tố có đặc điểm sau: Có mặt chất phản ứng Liên quan gián tiếp đến nhiều chất phản ứng Chưa thăng nguyên tử hai vế Phương pháp cân tiến hành qua ba bước: Bước 1: Chọn nguyên tố tiêu biểu Bước 2: Cân nguyên tố tiêu biểu Bước 3: Cân nguyên tố khác theo nguyên tố Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: KMnO4 + HCl   KCl + MnCl2 + Cl2 + H2 O Bước 1: Nguyên tố tiêu biểu O Bước 2: Cân nguyên tố tiêu biểu: KMnO   4H O B­íc 3: C©n b»ng nguyên tố khác: Cân H: 4H O  8HCl C©ng b»ng Cl: 8HCl   KCl + MnCl + Cl 2 Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CÒN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 - Ta được: - Cl + 4H O Sau nhân tất số với mẫu số chung ta có: KMnO4 + 8HCl   KCl + MnCl + 2KMnO + 16HCl   2KCl + 2MnCl + 5Cl + 8H O Phương pháp cân theo trình tự kim loại – phi kim: - Theo phương pháp cân số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim cuối H, sau đưa hệ số biết để cân nguyên tử O Ví dụ 1: Cân phản ứng hóa học sau: NH3 + O2   NO + H2O + Phản ứng khơng có kim loại, ngun tử phi kim N cân Vậy ta cân ln H: 2NH3   3H2O (Tính BSCNN, sau lấy BSCNN chia cho số để hệ số) C©n b»ng N: 2NH3   2NO  2NH3 + O2   2NO + 3H O C©n b»ng O: O2   2NO  3H O + Cuối nhân hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất: 4NH3 + 5O2   4NO + 6H O Ví dụ 2: Cân phản ứng hóa học sau: CuFeS2 + O2   CuO + Fe2O3 + SO2 - Hoàn toàn tương tự Do nguyên tử Cu cân bằng, ta cân Fe, cân theo thứ tự Cu   S   O nhân đôi hệ số: 4CuFeS + 13O2   4CuO + 2Fe2 O3 + 8SO2 a + + + Phương pháp cân phản ứng cháy chất hữu Phản ứng cháy hidrocacbon: Nên cân theo trình tự sau: Cân số nguyên tử C Cân số nguyên tử H Cân số nguyên tử O Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CÒN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 - Cân số nguyên tử O cách tính tổng số nguyên tử O vế phải sau chia cho hệ số O vế phải, chia lẻ ta nhân tất chất vế với Ví dụ : Cân phản ứng hóa học sau: C H6 + O2   CO2 + H2O C©n b»ng C : C H   2CO2 C©n b»ng H: C H   3H O O2   2CO2  3H O (Sè nguyê n tử O bê n phải 2.2 + =  Chia hƯ sè cđa O) C©n b»ng O: - Cuối ta cân phản ứng: 2C H + 7O2   4CO2 + 6H O b Phản ứng cháy hợp chất chứa O - Cân theo trình tự sau: + Cân số nguyên tử C + Cân số nguyên tử H + Cân số nguyên tử O cách tính số nguyên tử O vế phải trừ số nguyên tử O có hợp chất Kết thu đem chia đôi hệ số phân tử O2 Nếu hệ số lẻ nhân đơi vế phương trình để khử mẫu số Phương pháp xuất phát từ chất hóa học phản ứng - Phương pháp lập luận dựa vào chất phản ứng để cân Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: Fe2O3 + CO   Fe + CO2 + Theo phản ứng trên, CO bị oxi hóa thành CO2 kết hợp thêm oxi Trong phân tử Fe2O3 có nguyên tử oxi, đủ để biến phân tử CO thành phân tử CO2 Do ta cần đặt hệ số trước cơng thức CO CO2 sau đặt hệ số trước Fe: Fe2 O3 + 3CO   2Fe + 3CO 10 Phương pháp đại số - Nguyên tắc: số nguyên tử nguyên tố hai vế phải - Các bước cân bằng: + Đặt ẩn số hệ số hợp thức + Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân nguyên tố lập phương trình đại số Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CÒN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 + Chọn nghiệm tùy ý cho ẩn, dùng hệ phương trình đại số để suy ẩn số lại Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: aFeS2 + bO2   cFe2O3 + dSO2 a =  11  BT S Chän c = Ta có:   2a = d   b =  BT O   2b = 3c + 2d d = BT Fe   a = 2c - Nhân hai vế với ta phương trình: 4FeS + 11O2   2Fe2 O3 + 8SO2 11 Phương pháp cân electron - Nguyên tắc: Dựa vào bảo toàn electron nghĩa tổng số electron chất khử cho phải tổng số electron chất oxi hóa nhận - Các bước cân bằng: + Bước 1:Viết sơ đồ phản ứng với nguyên tố có thay đổi số oxi hóa + Bước 2: Viết q trình: khử (cho electron), oxi hóa (nhận electron) + Bước 3: Cân electron: nhân hệ số để: Tæng sè electron cho = Tæng sè electron nhËn ( sè oxi hóa giảm = số oxi hóa tăng) + Bước 4: Cân nguyên tố không thay đổi số oxi hố, thường theo thứ (1)   Kim lo¹i (Ion dương) Các bước t sau õy: (2) Gốc axit (Ion âm) (3) Môi trường (Axit, bazơ) (4) Nước (Cân H O để cân hiđro) + Bc 5: Kim tra lại số nguyên tử oxi hai vế (phải nhau) - Lưu ý: + Khi viết trình oxi hố q trình khử ngun tố, cần theo số qui định nguyên tố Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: Fe + H2SO4 đặc nóng Fe2 (SO4 )3 + SO2 + H 2O 1x Fe   2Fe+3 + 6e +6 3x S + 2e   S +4 Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CỊN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 - Phương trình cân sau: 2Fe + 6H 2SO   Fe2 (SO )3 + 3SO2 + 6H O 12 Phương pháp cân ion – electron - Phạm vi áp dụng: trình xảy dung dịch, có tham gia môi trường (H2O, dung dịch axit bazơ tham gia) - Các nguyên tắc: + Nếu phản ứng có axit tham gia: Vế thừa O phải thêm H+ để tạo H2O + Nếu phản ứng có bazơ tham gia: Vế thừa O phải thêm H2O để tạo OH  - Các bước tiến hành: + Bước 1: Tách ion, xác định nguyên tố có số oxi hóa thay đổi viết nửa phản ứng oxi hóa – khử + Bước 2: Cân bán phản ứng:  Cân số nguyên tử nguyên tố hai vế : Thªm H + hay OH Thêm H O để cân số nguyên tử hiđro Kiểm soát số nguyên tử O hai vÕ cho b»ng  Cân điện tích thêm electron vào nửa phản ứng để cân điện tích + Bước 3: Cân electron, nhân hệ số để Tæng sè electron cho = Tæng sè electron nhËn ( sè oxi hãa gi¶m =  sè oxi hóa tăng) + Bc 4: Cng cỏc na phn ứng ta có phương trình ion thu gọn + Bước 5: Để chuyển phương trình dạng ion thu gọn thành phương trình ion đầy đủ phương trình phân tử cần cộng vào hai vế lượng cation anion để bù trừ điện tích Ví dụ: Cân phương trình phản ứng sau: Cu + HNO3   Cu(NO3 )2 + NO + H2O + Bước 1: Cu + H+ + NO3   Cu2+ + 2NO3 + NO + H2O Cu   Cu 2+ 5 2 N O3  NO Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CÒN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! Giáo trình THAM KHẢO mơn HỐ HỌC 2015 + Bước 2:   Cân nguyên tố Cân điện tích Cu   Cu 2+ NO3 + 4H +   NO + 2H O Cu   Cu 2+ + 2e NO3 + 4H + + 3e   NO + 2H O + Bước 3: Cân electron 3x Cu   Cu 2+ + 2e 2x NO3 + 4H + + 3e   NO + 2H O + Bước 4: 3Cu + 2NO3 + 8H+   3Cu2+ + 2NO + 4H2O  3Cu(NO3 )2 + 2NO + 4H O + Bước 5: 3Cu + 8HNO3  Hãy CỐ GẮNG thắp lên nến CÒN HƠN ngồi nguyền rủa bóng tối! ... xuất phát từ chất hóa học phản ứng - Phương pháp lập luận dựa vào chất phản ứng để cân Ví dụ: Cân phản ứng hóa học sau: Fe2O3 + CO   Fe + CO2 + Theo phản ứng trên, CO bị oxi hóa thành CO2 kết... - Theo phương pháp cân số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim cuối H, sau đưa hệ số biết để cân nguyên tử O Ví dụ 1: Cân phản ứng hóa học sau: NH3 + O2   NO + H2O + Phản ứng khơng có kim loại,... 4NH3 + 5O2   4NO + 6H O Ví dụ 2: Cân phản ứng hóa học sau: CuFeS2 + O2   CuO + Fe2O3 + SO2 - Hoàn toàn tương tự Do nguyên tử Cu cân bằng, ta cân Fe, cân theo thứ tự Cu   S   O nhân