Tại sao các phương trình hóa học cần phải được cân bằng?

Câu trả lời:

Các phương trình hóa học cần phải được cân bằng để đáp ứng định luật bảo toàn vật chất, trong đó nêu rõ rằng trong một hệ thống kín, vật chất không được tạo ra cũng không bị phá hủy.

Giải trình:

Lấy ví dụ về sự đốt cháy metan (# "CH" _4 "#):

# "CH" _4 "# + # "O" _2 "# # rarr # # "CO" _2 "# + # "H" _2 "O" #

Nếu bạn đếm số lượng nguyên tử (chỉ số) của carbon, hydro và oxy ở cả hai phía của phương trình, bạn sẽ thấy rằng ở phía chất phản ứng (bên trái), có một nguyên tử carbon, bốn nguyên tử hydro và hai nguyên tử oxy.

Về phía sản phẩm (bên phải), có một nguyên tử carbon, hai nguyên tử hydro và ba nguyên tử oxy. Do đó, phương trình không thỏa mãn định luật bảo toàn khối lượng, và không cân bằng.

Để cân bằng phương trình, chúng ta phải thay đổi lượng chất phản ứng và sản phẩm, khi cần thiết, bằng cách thêm hệ số vào trước (các) công thức thích hợp.

Khi cân bằng một phương trình, KHÔNG BAO GIỜ thay đổi các chỉ số, bởi vì điều đó thay đổi các chất. # "H" _2 "O" # KHÔNG cùng chất với # "H" _2 "O" _2 "#. Để xác định số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố, hệ số được nhân với số lần đăng ký trong mỗi công thức. Nếu không có hệ số hoặc chỉ số, nó được hiểu là 1. Phương trình cân bằng cho quá trình đốt cháy metan là:

# "CH" _4 "# + # 2 "O" _2 "# # rarr # # "CO" _2 "# + # "2H" _2 "O" #

Nếu bạn so sánh phương trình không cân bằng với phương trình cân bằng, bạn sẽ thấy rằng các công thức hóa học của từng chất phản ứng và sản phẩm không bị thay đổi.

Sự thay đổi duy nhất là hệ số 2 được viết trước công thức oxy ở phía chất phản ứng và hệ số 2 được viết trước công thức của nước ở phía sản phẩm.

Vì vậy, bây giờ có một nguyên tử carbon, bốn nguyên tử hydro và bốn nguyên tử oxy ở cả hai phía của phương trình, và phương trình được cân bằng. Bây giờ phương trình nói rằng "Một phân tử metan cộng với hai phân tử oxy tạo ra một phân tử carbon dioxide và hai phân tử nước".

Khi làm việc với các nốt ruồi, phương trình sẽ được đọc là "Một mol khí mêtan cộng với hai mol oxy tạo ra một mol carbon dioxide và hai mol nước".

Đây là một video nói về tầm quan trọng của việc cân bằng một phương trình hóa học.

Video từ: Noel Pauller