Chuyên đề định luật bảo toàn khối lượng

CHUYÊN ĐỀ: ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG

A. Phương pháp bảo toàn khối lượng

Vào khoảng đầu những năm 50 của thếkỷXVIII, 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 sửdụng cân với đọchính 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 (kểcảchất 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 chỉcần 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

Hệquả1: Biết tổng khối lượng chất ban đầu khối lượng chất sản phẩm

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

Hệquả2: Trong phản ứng có n chất tham gia, nếu biết khối lượng của (n – 1) chất thì ta dễdàng tính

khối lượng của chất còn lại.

Hệquả3: 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 sốmol khí thoát ra:

Với axit HCl và H2SO4 loãng

+ 2HCl H2 nên 2Cl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

+ H2SO4 H2 nên SO42H2

Với axit H2SO4 đặc, nóng và HNO3: Sửdụng phương pháp ion – electron (xem thêm phương pháp

bảo toàn electron hoặc phương pháp bảo toàn nguyên tố)

Hệquả3: Bài toán khửhỗn 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 hệvềkhối

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 sửdụng phương

pháp này càng giúp đơn giản hóa bài toán hơn.

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

1.6. Các bước giải.

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

- Từgiảthiết 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 đểlập phương trình toán học, kết hợp dữkiện khác đểlập hệ

phương trình toán.

- Giải hệphương trình.

1.7.Lưu ý: Ta lập các sơ đồliên hệ

+ theo quan hệsản phẩm : 2MI   H2 MII   H2 2 MIII   3H2 +Theo quan hệthay thế: 2Na+   Mg2+ 2Cl-   O2-

3K+   Al3+ 2Cl-   CO2-3 3Mg2+   2Fe3+ 2Cl-   SO2-4 O2-   CO2-3 +Quan hệtrung hòa:

H+   OH- Fe3+   3OH-

rắn

oxit

trước sau