Từ sơ đồ đến phương trình
Phương trình hóa học biểu diễn phản ứng bằng công thức của các chất và các hệ số thích hợp. Vì số nguyên tử mỗi nguyên tố được giữ nguyên, hai vế phải có số nguyên tử bằng nhau.
Có ba bước: **viết sơ đồ với công thức đúng → cân bằng bằng cách đặt hệ số → viết phương trình hoàn chỉnh**. Hệ số đặt trước công thức và nhân với toàn bộ số nguyên tử trong công thức; hệ số 1 thường không ghi.
Khi cân bằng, **không thay chỉ số trong công thức**. Chẳng hạn $\mathrm{H_2O}$ là nước; đổi thành $\mathrm{H_2O_2}$ là viết một chất khác, không phải cân bằng phản ứng tạo nước. Thông thường chọn hệ số nguyên dương nhỏ nhất.
Aluminium tác dụng với oxygen
Biết các chất tạo thành theo sơ đồ:
$$\mathrm{Al+O_2\longrightarrow Al_2O_3}.$$
Bên trái mỗi $\mathrm{O_2}$ có 2 O, bên phải mỗi $\mathrm{Al_2O_3}$ có 3 O. Lấy số O chung là 6: đặt 3 trước $\mathrm{O_2}$ và 2 trước $\mathrm{Al_2O_3}$.
Hai đơn vị $\mathrm{Al_2O_3}$ có $2\times2=4$ Al, nên đặt 4 trước Al. Phương trình:
$$\mathrm{4Al+3O_2\longrightarrow2Al_2O_3}.$$
Kiểm tra: bên trái có 4 Al, 6 O; bên phải cũng có 4 Al, 6 O. Các công thức không bị đổi trong quá trình cân bằng.
Bài luyện
Phương trình nào cân bằng đúng phản ứng hydrogen với oxygen tạo nước?
Số O bên trái là 2, bên phải là 1.
Đã thay công thức sản phẩm, không còn là nước.
Đúng: hai vế đều có 4 H và 2 O.
Số O bên trái là 4, bên phải là 2.
Lời giải
Phương trình $\mathrm{2H_2+O_2\longrightarrow2H_2O}$ giữ đúng công thức nước và có 4 H, 2 O ở mỗi vế. Cân bằng chỉ thay hệ số, không đổi $\mathrm{H_2O}$ thành chất khác. Đáp án C.
Bài luyện
$\mathrm{3O_2}$ biểu diễn tổng cộng bao nhiêu nguyên tử O?
Đây là số O trong một phân tử, chưa nhân hệ số.
Hệ số 3 là số phân tử trong cách đếm này.
Không cộng hệ số với chỉ số.
Đúng: ba phân tử, mỗi phân tử có hai O.
Lời giải
Mỗi phân tử $\mathrm{O_2}$ có 2 nguyên tử O. Hệ số 3 nhân với cả công thức, nên có $3\times2=6$ nguyên tử O. Đáp án D.
Bài luyện
Biết sản phẩm là $\mathrm{Fe_3O_4}$, bộ hệ số nguyên dương nhỏ nhất của $\mathrm{Fe+O_2\longrightarrow Fe_3O_4}$ theo thứ tự các chất là gì?
Đúng: 3 Fe và 4 O ở mỗi phía.
Số Fe và O đều chưa bằng nhau.
4 phân tử oxygen có 8 O, không phải 4 O.
Bên trái có 6 Fe nhưng bên phải chỉ có 3 Fe.
Lời giải
$\mathrm{Fe_3O_4}$ có 3 Fe và 4 O. Đặt 3 trước Fe, 2 trước $\mathrm{O_2}$, giữ hệ số 1 trước sản phẩm: $\mathrm{3Fe+2O_2\longrightarrow Fe_3O_4}$. Đáp án A.
Bài luyện
Sau khi cân bằng $\mathrm{4Al+3O_2\longrightarrow2Al_2O_3}$, cách kiểm tra nào đúng?
Tổng hệ số không bắt buộc bằng nhau.
Đúng: kiểm sự bảo toàn từng nguyên tố.
Hệ số quyết định tổng số nguyên tử được biểu diễn.
Phải kiểm số nguyên tử từng nguyên tố ở hai phía.
Lời giải
Bên trái có 4 Al và $3\times2=6$ O; bên phải có $2\times2=4$ Al và $2\times3=6$ O. Cần so riêng từng nguyên tố, không so tổng hệ số. Đáp án B.