Cân những gì trước và sau?
Trong thí nghiệm do giáo viên hướng dẫn, hai cốc chứa riêng dung dịch barium chloride và sodium sulfate được đặt lên cân. Sau khi trộn, xuất hiện kết tủa trắng. Cân lại **cả hai cốc ban đầu và toàn bộ chất còn trong cốc**, không làm đổ hoặc mất chất.
Dữ liệu minh họa: trước khi trộn, tổng khối lượng là 250 g; sau khi trộn, tổng vẫn là 250 g. Chất mới xuất hiện nhưng tổng khối lượng không đổi. Không bỏ cốc đã rót hết dung dịch ra khỏi lần cân sau, vì như vậy hai lần cân không còn xét cùng các vật.
Trong phản ứng hóa học, **tổng khối lượng các sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng**. Đây là định luật bảo toàn khối lượng. Các nguyên tử được sắp xếp lại nhưng số nguyên tử mỗi nguyên tố và khối lượng của chúng không đổi.
Các hóa chất trong thí nghiệm cần được giáo viên chuẩn bị, hướng dẫn sử dụng và thu gom. Không tự trộn hóa chất ở nhà.
Tìm khối lượng oxygen đã phản ứng
Đốt cháy hoàn toàn 3 g carbon, chỉ tạo thành 11 g carbon dioxide. Khối lượng oxygen đã tham gia được tính từ:
$$m_{\mathrm{C}}+m_{\mathrm{O_2}}=m_{\mathrm{CO_2}}.$$
$$m_{\mathrm{O_2}}=11-3=8\ \mathrm{g}.$$
Mỗi khối lượng trong phép tính là của chất **thực sự tham gia hoặc tạo thành**. Khối lượng dung dịch acid còn gồm nước, nên không tự thay nó cho khối lượng acid đã phản ứng.
Khi đốt than ở ngoài không khí, khí sản phẩm thoát đi nên chỉ cân tro không thể thu đủ khối lượng sản phẩm. Hiện tượng tro nhẹ hơn than không trái với định luật: còn phải tính oxygen tham gia và khí sản phẩm.
Bài luyện
Trong một phản ứng hóa học, đại lượng nào được bảo toàn?
Chất mới có thể có khối lượng riêng khác.
Đúng: tổng khối lượng hai phía bằng nhau.
Số mol chất đầu giảm khi chất đó tham gia phản ứng.
Chất tham gia bị biến đổi, lượng còn lại giảm.
Lời giải
Phản ứng giữ nguyên số nguyên tử mỗi nguyên tố, nên tổng khối lượng sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia. Từng chất có thể bị tiêu thụ, tạo thành hoặc có khối lượng riêng khác. Đáp án B.
Bài luyện
Carbon cháy hoàn toàn với 16 g oxygen, chỉ thu được 22 g carbon dioxide. Khối lượng carbon đã phản ứng là bao nhiêu?
Đúng: lấy khối lượng sản phẩm trừ oxygen.
38 g là cộng sai phía của phương trình khối lượng.
16 g là khối lượng oxygen đã cho.
22 g gồm khối lượng của cả carbon và oxygen.
Lời giải
Theo bảo toàn khối lượng: $m_{\mathrm C}+16=22$ g, nên $m_{\mathrm C}=22-16=6$ g. Carbon và oxygen cùng tạo thành carbon dioxide. Đáp án A.
Bài luyện
Để so sánh tổng khối lượng trong thí nghiệm hai cốc tạo kết tủa, cách cân nào đúng? Giả thiết không có khí thoát ra, không đổ hoặc mất chất.
Lần sau thiếu khối lượng một cốc.
Sản phẩm và chất còn lại không chỉ có kết tủa.
Đúng: hai lần xét cùng hệ vật, không thất thoát.
Cốc rỗng vẫn có khối lượng đã tính ở lần trước.
Lời giải
Cần cân cả hai cốc ban đầu cùng toàn bộ chất bên trong ở cả hai lần. Với các giả thiết không mất chất và không có khí thoát ra, tổng khối lượng giữ nguyên. Bỏ cốc hoặc chỉ cân kết tủa làm thay đổi phạm vi so sánh. Đáp án C.
Bài luyện
Tro còn lại sau khi đốt than ngoài không khí nhẹ hơn than ban đầu. Giải thích nào phù hợp với bảo toàn khối lượng?
Trong phản ứng hóa học, khối lượng các nguyên tử được giữ nguyên.
Tỏa nhiệt không loại trừ định luật.
Oxygen là một chất phản ứng, cần được tính.
Đúng: phải tính đủ chất ở cả hai phía.
Lời giải
Đốt than có oxygen từ không khí tham gia và tạo khí đi vào môi trường. Chỉ cân tro là chưa tính đủ sản phẩm, còn chỉ cân than là chưa tính đủ chất tham gia. Vì vậy không dùng hai khối lượng riêng đó để bác bỏ định luật. Đáp án D.