1. Phương trình hoá học là gì?
Phương trình hoá học là phương trình biểu diễn các phản ứng hoá học. Trong một phương trình hoá học sẽ bao gồm các chất tham gia phản ứng và chất được tạo thành khi phản ứng kết thúc.
Căn cứ vào phương trình hoá học có thể nhận biết được tỉ lệ về số nguyên tử, phân tử của các chất, cặp chất tham gia vào một phản ứng hoá học.
Để lập một phương trình hoá học cần phải tuân theo các bước sau :
Bước 1 : Viết sơ đồ phản ứng : bắt đầu viết sơ đồ phản ứng bằng cách liệt kê các chất tham gia, chất xúc tác (nếu có), và điều kiện phản ứng như điều kiện tiêu chuẩn hoặc điều kiện thường, nhiệt độ. Cuối cùng, thêm các chất tạo thành với công thức hoá học chính xác.
Bước 2 : Cân bằng phương trình hoá học : tiến hành cân bằng tỷ lệ số nguyên tử hoặc phân tử của các cặp chất tham gia và sản phẩm sao cho phương trình hoá học hoàn chỉnh nhất, đồng thời đảm bảo tuân thủ nguyên tắc bảo toàn khối lượng và nguyên tử.
Bước 3 : Hoàn thành phương trình hoá học : sau khi đã cân bằng các hệ số phù hợp cho các chất tham gia và sản phẩm, ta hoàn thiện phương trình hoá học bằng cách kiểm tra lại tính cân bằng và chính xác của các hệ số đã gán.
2. Cân bằng phương trình hoá học được hiểu là gì?
Cân bằng phương trình hoá học được hiểu là một quá trình sử dụng số tự nhiên điền vào trước vị trí các chất tham gia và các chất sản phẩm sao cho tổng số nguyên tử của nguyên tố bên chất tham gia bằng tổng số nguyên tử của nguyên tố đó bên chất sản phẩm.
Phương pháp cân bằng electron là một trong các phương pháp để cân bằng phương trình hoá học và thường được áp dụng cho các phản ứng oxi hoá - khử. Phương pháp này được tạo ra dựa trên nguyên tắc : tổng số electron mà chất khử cho phải bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận.
Các bước cân bằng phương trình hoá học bằng phương pháp thăng bằng electron bao gồm :
Bước 1 : Xác định số oxi hoá các nguyên tố. Tìm ra nguyên tố có số oxi hoá thay đổi.
Bước 2 : Viết các quá trình làm thay đổi số oxi hoá
Chất có số oxi hoá tăng : chất khử -ne → số oxi hoá tăng
Chất có số oxi hoá giảm : chất oxi hoá + me → số oxi hoá giảm
Bước 3 : Xác định hệ số cân bằng sao cho số e cho bằng với số e nhận
Bước 4 : Đưa hệ số cân bằng vào phương trình, đúng chất (nên đưa hệ số vào bên phải của phương trình trước) và kiểm tra lại theo trật tự : kim loại - phi kim - hidro - oxi
Ví dụ : lập phương trình hoá học theo phương pháp thăng bằng e : Fe2O3 + CO → Fe + CO2
Bước 1 : Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Vận dụng các quy tắc xác định số oxi hoá :
Fe+3 + 2O3 + C + 2O → Fe0 + C+4O2
Bước 2 : Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình
Trước khi cân bằng mỗi quá trình để thuận tiện cho các phương trình ta nên dùng một kỹ xảo là cân bằng số nguyên tử thuộc 2 vế phương trình sau đó nhân số lượng các nguyên tử với số electron nhường hoặc nhận.
2 Fe+3 + 2 x 3e → 2 Fe0
C+2 → C+4 + 2e
Bước 3 : Tìm hệ số thích hợp cho tổng số electron cho chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hoá nhận
1 2 Fe+3 + 2 x 3e → 2 Fe0
3 C+2 → C+4 + 2e
Bước 4 : Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
3. Cân bằng phương trình CU + H2SO4 → CUSO4 + SO2 + H2O ?
Bước 1 : Xác định số oxi hoá của những nguyên tố có số oxi hoá thay đổi. Vận dụng các quy tắc xác định số oxi hoá
Bước 2 : Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình : trước khi cân bằng mỗi quá trình để thuận tiện cho các phương trình ta nên dùng một kỹ xảo là cân bằng số nguyên tử thuộc 2 vế phương trình sau đó nhân số lượng các nguyên tử với số e nhường hoặc nhận
Bước 3 : Tìm hệ số thích hợp cho tổng số e cho chất khử nhường bằng tổng số e mà chất oxi hoá nhận
Bước 4 : Đặt hệ số của các oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hoá học.
Dựa trên trình tự cân bằng mà chúng tôi đã hướng dẫn trên đây, có thể ra kết quả cân bằng phương trình Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O là :
Cu + 2H2SO4 đặc, nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Trong phản ứng này, một phân tử đồng (Cu) tác dụng với hai phân tử axit sunfuric (H2SO4) tạo ra một phân tử đồng sunfat (CuSO4), một phân tử lưu huỳnh đioxit (SO2) và hai phân tử nước (H2O).
Điều kiện để phản ứng Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 là phản ứng xảy ra ở ngay điều kiện thường nhưng thuận lợi hơn khi đun nóng. Lá đồng màu đỏ tan dần trong dung dịch axit sunfuric đặc, dung dịch chuyển thành màu xanh và thấy hiện tượng sủi bọt khí hắc do lưu huỳnh đioxit sinh ra.
>> Xem thêm: Cân bằng phương trình Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
4. Kim loại đồng Cu có tác dụng với axit sunfuric H2SO4 loãng không ?
Kim loại đồng là một kim loại yếu thuộc nhóm B trong bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học và đứng sau Hidro trong dãy điện hoá của kim loại; do đó ở điều kiện bình thường, Cu không tác dụng với axit sunfuric H2SO4 loãng.
Tuy nhiên, Cu tác dụng được với H2SO4 khi đó là dung dịch axit đặc hoặc đặc nóng để tạo thành muối đồng II sufat, giải phóng khí lưu huỳnh đioxit và tạo thành nước sau phản ứng. Phản ứng Cu tác dụng với H2SO4 đặc được gọi là phản ứng oxi hoá khử bởi Cu có sự thay đổi số oxi hoá và lưu huỳnh cũng vậy.
Quá trình thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố :
Cu + 2e → Cu+2
S+6 → S+4 + 2e
Phản ứng trên được thực hiện với dụng dịch axit đặc nguội hoặc dụng dịch axit đươc đun nóng để kích thích phản ứng xảy ra nhanh, mãnh liệt hơn.
5. Các bước thực hành thí nghiệm
- Dụng cụ, hoá chất cần chuẩn bị :
+ Kim loại đồng Cu có thể sử dụng mảnh nhỏ dạng lá, sợi
+ Axit sunfuric H2SO4 phải sử dụng dung dịch axit dạng đặc
+ Ống nghiệm chọn loại chịu được axit và có độ dày đủ để tránh cháy nổ
+ Nắp ống nghiệm để đậy kín bình chứa axit khi phản ứng diễn ra
+ Kính chắn để che phủ bình chứa axit và giảm thiểu tác động của khí độc
+ Bình chứa nước để rửa tay và làm mát trong trường hợp cần thiết
+ Găng tay, kính bảo hộ, khẩu trang để bảo vệ cơ thể khỏi axit và khí độc
- Cách tiến hành :
+ Nhỏ vài giọt H2SO4 đặc vào ống nghiệm (phải hết sức cẩn thận : đeo kính bảo hộ và khẩu trang, chú ý tránh tiếp xúc với axit)
+ Cho mảnh nhỏ Cu vào ống nghiệm, đun nóng trên ngọn lửa đèn cồn
+ Quan sát hiện tượng
- Hiện tượng :
+ Dung dịch đang không màu chuyển dần sang xanh, mảnh đồng tan dần, có bọt khí xuất hiện
Cu + 2H2SO4 đặc nóng → CuSO4 + SO2 + 2H2O
H2SO4 đặc nóng vai trò là chất oxi hoá, Cu đóng vai trò là chất khử.
Trong quá trình làm thí nghiệm, cần thực hiện cẩn thận và dưới sự giám sát của các chuyên gia hoặc những người có kinh nghiệm trong lĩnh vực thí nghiệm.
Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của Luật Minh Khuê liên quan đến vấn đề : Cân bằng phương trình CU + H2SO4 → CUSO4 + SO2 + H20. Bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết Cân bằng phương trình CU + HNO3 CU(NO3)2 + NO2 + H20 để hiểu rõ hơn cách làm bài. Nếu còn bất kì thắc mắc hay gặp bất kì vấn đề pháp lý nào cần được giải đáp, vui lòng liên hệ tới bộ phận tư vấn pháp luật trực tuyến qua số hotline: 1900.6162 hoặc gửi yêu cầu trực tiếp qua địa chỉ email: lienhe@luatminhkhue.vn để được hỗ trợ kịp thời. Rất mong nhận được sự hợp tác của quý khách hàng. Trân trọng !
