Chuyên đề Các phương pháp về cân bằng hóa học

CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG HÓA HỌC
 1) Phương pháp đại số :
Phương pháp này áp dụng cho tất cả các loại phản ứng .
a) nguyên tắc :
 -- Dựa vào số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế phải bằng nhau.
 -- Đặt ẩn số là các hệ số hợp thức . Dùng định luật bảo toàn khối lượng để cân bằng nguyên tố và lập phương trình đại số .
  -- Chọn nghiệm tùy ý cho 1 ẩn, rồi dùng hệ phương trình đại số để suy ra các ẩn số còn lại.
   VD             
 Ta có :  Fe : a = 2c
               S : 2a = d
               O : 2b = 3c + 2d
  Chọn c = 1 thì a=2, d= 4, b= 11/2 , sau đó nhân cả 2 vế với 2 ta có phương trình :
b) Bản chất của phương pháp đại số :
 -- Phương pháp này không cho thấy bản chất của phản ứng OXH - K, không thể xác định chất OXH, CK và trong một số trường hợp không xác định được các hệ số .
2) Phương pháp cân bằng electron .
Ở đây không cần nói quá kĩ về phương pháp này nữa vì chúng ta đã có chuyên đề về phương pháp này rồi nhưng xin nói thêm là phương pháp này dựa vào sự bảo toàn electron nghĩa là tổng số electron của chất khử cho phải bằng tổng số electron của chất OXH nhận.
3) Phương pháp cân bằng ion electron .
Phưong pháp này không đòi hỏi phải biết chính xác số OXH của nguyên tố, nhưng chỉ áp dụng được cho trường hợp các phản ứng OXH-K xảy ra trong dung dịch, ở đó phần lớn các chất OXH và chất khử tồn tại ở dạng ion .
    CÁC BƯỚC CÂN BẰNG: 
   * B1 : Tách ion, xác định các nguyên tố có số OXH thay đổi  và viết các nửa phản ứng OXH - K
   * B2 : Cân bằng phương trình các nửa phản ứng :
   +) cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế nửa phản ứng:
               -- Thêm H+ hay OH-
              -- thêm để cân bằng số nguyên tử hiddro
             -- Kiểm tra số nguyên tử oxi ở 2 vế
  +) Cân bằng điện tích : thêm electron vào mỗi nửa phản ứng để cân băng điện tích.
  * B3 cân bằng electron : Nhân hệ số để tổng số e cho bằng tổng số e nhận ( hay tổng số OXH tăng bằng tổng số OXH giảm ).
  * B4 Cộng các nửa phản ứng ta có phương trình ion thu gọn .
  * B5 Để chuyển phương trình dạng ion thu gọn thành phương trình ion đầy đủ và phương trình phân tử cần cộng vào 2 vế những lượng như nhau các cation hoặc anion để bù trừ điện tích .
  VD : Cân bằng phương trình phản ứng :
B1 : Tách ion, xác định các nguyên tố có số OXH thay đổi và viết các nửa phản ứng OXH - K
B2 :Cân bằng phương trình các nửa phản ứng :
  --- Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế của nửa phản ứng :
  --- Cân bằng điện tích
B3 : Cân bằng electron
    8*     
     3*         
Ta có 
B4 cộng các nửa phản ứng, ta có phương trình ion thu gọn
                     ----------------------------------------------------------------------------
B5 : Để chuyển phương trình dạng ion thu gọn thành phương trình dạng ion đầy đủ và phương trình phân tử cần cộng vào hai vế những lượng như nhau các cation hay anion để bù trừ điện tích .
đối với phương trình trên cần cộng cả hai vế với 
 Ta có :      
    Trong các phản ứng OXH-K, thường có sự tham gia của môi trường, khả năng phản ứng của một chất có thể thay đổi .
  a) Phản ứng có axit tham gia
    Vế nào thừa oxi thì thêm tạo ra hay vế nào thiếu oxi thì thêm  tạo ra 
VD 
Phản ứng OXH  :  
Phản ứng khử   :   
                              2*    
                              5*    
                       -------------------------------------------------------------------------
giản ước và ở 2 vế ta có
b) phản ứng có kiềm tham gia
Vế nào thừa oxi thì thêm tạo ra hay vế nào thiếu oxi thì thêm  tạo ra .
VD
Phản ứng khử  : 
Phản ứng OXH : 
                        2*  
                       3*                   
                -----------------------------------------------------------------------
c) Phản ứng có nước tham gia
       Nếu sản phẩm sau phản ứng có axit tạo thành, ta cân bằng theo phản ứng có axit tham gia, nếu sản phẩm sau phản ứng có kiềm tạo thành ta cân bằng theo phản ứng có kiềm tham gia .
VD
Phản ứng khử : 
Phản ứng OXH : 
                         2* 
                        3* 
          -----------------------------------------------------------------------------
Giản ước và ta có
4) Phương pháp cân bằng số OXH 
Phương pháp này tương tự như phương pháp cân bằng electron . Phương pháp này dựa trên nguyên tắc tổng đại số các sự tăng và giảm số OXH trong 1 phản ứng OXH- K bằng 0 .
 VD
       2* ( Số oxh tăng )
      5*    ( Số oxh giảm )
   vì  +5 * 2 + (-2) * 5 = 0
Ta có ;  
        Phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa khi cân bằng các phương trình phản ứng OXH - K có liên quan đến chất hữu cơ vì trong những trường hợp này nhiều khi chỉ có sự thay đổi mật độ electron biểu hiện bằng sự thay đổi số OXH, còn trên thực tế chưa có đc sự cho hẳn và nhường hẳn .