Chuyên đề Hóa học Định luật bảo toàn khối lượng

Trương An

1

CHUYÊN ĐỀ : ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

A. Phương pháp bảo toàn khối lượng

Vào khoảng đầu những năm 50 của thế kỷ XVIII, nhà bác học vĩ đại người Nga M.V Lômônôxốp (1711-1765) và Lavoadie (A.Lavoisier) người Pháp là những người đầu tiên phát hiện ra ĐLBTKL: “Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng của các sản phẩm bằng tổng khối lượng của các chất tham gia”. Qua hơn 100 năm sau, định luật đã được hai nhà bác học là Stat kiểm tra lại vào những năm 1860- 1870; Landon vào năm 1909 sử dụng cân với đọ chính xác 0,00001g. 1.1 Nội dung của định luật:

1.2. Kinh nghiệm áp dụng định luật:

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng khi một phản ứng hoá học có n chất mà ta biết được khối lượng của (n - 1) chất (kể cả chất phản ứng và sản phẩm).

- Khi áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho một phản ứng thì phản ứng đó không cần cân bằng mà chỉ cần quan tâm chất tham gia phản ứng và sản phẩm thu được. 1.3. Công thức của định luật:

Xét phản ứng: A + B → C + D (1)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho pứ (1) có:

Trong đó: mA, mB lần lượt là phần khối lượng tham gia phản ứng của chất A, B

mC, mD lần lượt là khối lượng được tạo thành của chất C, D 1.4.Các dạng bài toán thường gặp

Hệ quả 1: Biết tổng khối lượng chất ban đầu  khối lượng chất sản phẩm

Phương pháp giải: m(đầu) = m(sau) (không phụ thuộc hiệu suất phản ứng)

Hệ quả 2: Trong phản ứng có n chất tham gia, nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì ta dễ dàng tính

khối lượng của chất còn lại.

Hệ quả 3: Bài toán: Kim loại + axit  muối + khí

m = m + m

- Biết khối lượng kim loại, khối lượng anion tạo muối (tính qua sản phẩm khí)  khối lượng muối

- Biết khối lượng muối và khối lượng anion tạo muối  khối lượng kim loại

- Khối lượng anion tạo muối thường được tính theo số mol khí thoát ra:

• Với axit HCl và H2SO4 loãng

+ 2HCl  H2 nên 2Cl  H2

+ H2SO4  H2 nên SO42  H2

mA + mB = mC + mD

Trong phản ứng hóa học thì tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng ( không tính khối lượng của phần không tham gia phản ứng).

muối kim loại anion tạo muối

ThuVienDeThi.com

Trương An

2

• Với axit H2SO4 đặc, nóng và HNO3: Sử dụng phương pháp ion – electron (xem thêm phương pháp

bảo toàn electron hoặc phương pháp bảo toàn nguyên tố)

Hệ quả 3: Bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại bởi các chất khí (H2, CO)

Sơ đồ: Oxit kim loại + (CO, H2)  rắn + hỗn hợp khí (CO2, H2O, H2, CO)

Bản chất là các phản ứng: CO + [O]  CO2

H2 + [O]  H2O

 n[O] = n(CO2) = n(H2O)  m = m - m[O]

1.5. Đánh giá phương pháp bảo toàn khối lượng.

Phương pháp bảo toàn khối lượng cho phép giải nhanh được nhiều bài toán khi biết quan hệ về khối

lượng của các chất trước và sau phản ứng.

Đặc biệt, khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn thì việc sử dụng phương

pháp này càng giúp đơn giản hóa bài toán hơn.

Phương pháp bảo toàn khối lượng thường được sủ dụng trong các bài toán nhiều chất.

1.6. Các bước giải.

- lập sơ đồ biến đổi các chất trước và sau phản ứng.

- Từ giả thiết của bài toán tìm

m  =

m  (không cần biết phản ứng là hoàn toàn hay không hoàn

toàn)

- Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để lập phương trình toán học, kết hợp dữ kiện khác để lập hệ

phương trình toán.

- Giải hệ phương trình.

1.7.Lưu ý: Ta lập các sơ đồ liên hệ + theo quan hệ sản phẩm : 2MI   H2 MII   H2 2 MIII   3H2

+Theo quan hệ thay thế : 2Na+   Mg2+ 2Cl-   O2-

3K+   Al3+ 2Cl-   CO2-3 3Mg2+   2Fe3+ 2Cl-   SO2-4 O2-   CO2-3 +Quan hệ trung hòa: H+   OH- Fe3+   3OH-

Ba2+   SO2-4 3Mg2+   2PO2-4

rắn

oxit

trước sau

ThuVienDeThi.com