một phương trình hóa học là gì?

Một phương trình hóa học là cách một phản ứng hóa học được biểu diễn dưới dạng viết. Nói cách khác, nó bao gồm sự biểu diễn bằng các ký hiệu bằng chữ viết của các chất hóa học tồn tại trước và sau khi một quá trình biến đổi hóa học xảy ra.

Trong một phương trình hóa học, các nguyên tử được biểu diễn bằng các ký hiệu hóa học của chúng, trong khi các loại hóa chất khác như các chất đồng nhân (O ₂ , O ₃ , P ₄ , v.v.), các hợp chất hóa học ion (natri clorua, kali bromua, v.v.) hoặc cộng hóa trị (nước, metan, benzen, v.v.), cũng như các ion riêng lẻ, được thể hiện bằng công thức phân tử hoặc công thức thực nghiệm tương ứng của chúng, tùy từng trường hợp.

Trong phương trình hóa học, các định luật khác nhau chi phối phép cân bằng hóa học có thể được quan sát thấy trong thực tế, chẳng hạn như định luật về tỷ lệ xác định và định luật bảo toàn vật chất. Định luật về tỷ lệ xác định hiện diện dưới dạng công thức phân tử và thực nghiệm của các chất hóa học khác nhau.

Mặt khác, các hệ số cân bằng hóa học được sử dụng để điều chỉnh hoặc cân bằng các phương trình hóa học nhằm đảm bảo rằng tất cả các nguyên tử tồn tại trước phản ứng hóa học vẫn tiếp tục có mặt ở cuối phản ứng nói trên. Nghĩa là, quá trình điều chỉnh hệ số cân bằng hóa học đảm bảo rằng việc biểu diễn phản ứng không vi phạm định luật bảo toàn vật chất bằng cách ngăn các nguyên tử biến mất hoặc xuất hiện trong phản ứng hóa học.

Các phần của một phương trình hóa học

Phương trình hóa học được viết theo cách tương tự như phương trình toán học. Điều này có nghĩa là chúng bao gồm hai thành viên, một thành viên được viết ở bên trái và thành viên còn lại ở bên phải, được phân tách bằng một biểu tượng liên kết chúng với nhau. Hình dưới đây cho thấy các phần khác nhau của một phương trình hóa học đại diện cho một phản ứng hóa học chung, mỗi phần được mô tả bên dưới.

chất phản ứng

Trong một phương trình hóa học, tất cả các chất được viết ở bên trái mũi tên phản ứng (hay chính xác hơn là ở phía đối diện với nơi mũi tên chỉ) tương ứng với những chất có mặt trước khi phản ứng xảy ra. Những chất này được gọi là chất phản ứng hoặc chất phản ứng, vì chúng thực sự là những chất sẽ phản ứng với nhau để trở thành sản phẩm.

Các sản phẩm

Ngược lại với chất phản ứng, tất cả các chất được viết ở phía bên phải của mũi tên phản ứng (hoặc, chính thức hơn, ở phía mũi tên chỉ vào) được gọi là sản phẩm. Điều này là do chúng là những chất xuất hiện sau khi phản ứng hóa học đã xảy ra.

Mũi tên phản ứng

Mũi tên phản ứng là biểu tượng thể hiện mối quan hệ giữa chất phản ứng và sản phẩm. Trên thực tế, hướng mà nó chỉ ra xác định chất nào tương ứng với chất phản ứng và chất nào tương ứng với sản phẩm. Trong hầu hết các trường hợp, mũi tên phản ứng bao gồm một mũi tên duy nhất hướng từ trái sang phải, giống như mũi tên trong hình trên. Tuy nhiên, những mũi tên này có thể được vẽ chỉ theo bất kỳ hướng nào, vì vậy các phương trình hóa học không nhất thiết phải được biểu diễn bằng một đường thẳng.

Ngoài những loại trên, còn có nhiều loại mũi tên đại diện cho các loại thay đổi hóa học khác nhau.

• Trong một số trường hợp, thay vì một mũi tên, có hai mũi tên hướng ngược nhau (⇌, ⇋, ⇄ hoặc ⇆). Biểu tượng này chỉ ra rằng phản ứng có thể đảo ngược hoặc nó có thể xảy ra theo cả hai hướng. Đôi khi một trong hai mũi tên (mũi chỉ sang phải hoặc sang trái) dài hơn mũi tên kia, cho thấy trạng thái cân bằng bị lệch sang bên này nhiều hơn bên kia.

Phương trình hóa học sau đây biểu diễn phản ứng axit/bazơ thuận nghịch:

• Trong các trường hợp khác, một mũi tên có hai đầu (⟷) được vẽ. Loại mũi tên phản ứng này chỉ ra một loại quá trình gọi là cộng hưởng và thường được sử dụng trong hóa học hữu cơ.

Trong nhiều trường hợp, các điều kiện cụ thể mà phản ứng hóa học xảy ra được biểu diễn trong phương trình hóa học phía trên hoặc phía dưới mũi tên phản ứng. Các dữ liệu như nhiệt độ, áp suất, sự có mặt của chất xúc tác hoặc dung môi thường được biểu thị trên mũi tên phản ứng, như thể hiện trong phương trình sau:

hệ số cân bằng hóa học

Các hệ số cân bằng hóa học cho biết số lượng nguyên tử hoặc phân tử của chất phản ứng tham gia vào phản ứng hóa học, cũng như số lượng nguyên tử hoặc phân tử tương ứng hình thành từ các sản phẩm. Khi không có hệ số cân bằng hóa học, người ta hiểu rằng nó có giá trị bằng 1, giống như trong toán học, bất kỳ biến nào trong một phương trình không có hệ số được hiểu là nhân với 1.

Mối quan hệ giữa các hệ số cân bằng hóa học trong phương trình hóa học biểu thị mối quan hệ mol giữa tất cả các loại hóa chất tham gia vào phản ứng. Cùng một phản ứng hóa học có thể được biểu diễn bằng các phương trình hóa học khác nhau, khác nhau về tập hợp các hệ số cân bằng hóa học cụ thể. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, mối quan hệ giữa tất cả các hệ số sẽ luôn giống nhau đối với tất cả các phương trình hóa học biểu diễn cùng một phản ứng.

Bởi vì nói về một nửa nguyên tử hoặc một phần ba phân tử là vô nghĩa, các hệ số cân bằng hóa học thường được chọn là số nguyên. Tuy nhiên, vì nhiều lý do, đôi khi người ta ưu tiên sử dụng các hệ số phân số.

trạng thái tập hợp

Thông thường, các phương trình hóa học cũng bao gồm thông tin về trạng thái tập hợp, nồng độ hoặc dữ liệu quan tâm khác về từng loại hóa chất trong ngoặc đơn và dưới dạng chỉ số bên cạnh công thức phân tử hoặc thực nghiệm tương ứng của chúng.

Các ví dụ phổ biến nhất là:

• (s) chỉ ra rằng chất ở trạng thái rắn.
• (l) chỉ ra rằng chất ở trạng thái lỏng.
• (g) chỉ ra rằng chất ở trạng thái khí.
• (ac.) là tên viết tắt của dung dịch nước và chỉ ra rằng chất này được hòa tan trong nước.
• (alc.) chỉ ra rằng chất này được hòa tan trong rượu.

Giải thích các phương trình hóa học

Một phương trình hóa học chung chung như phương trình đã trình bày ở đầu bài viết này được hiểu là “một nguyên tử/phân tử/ion/mol của A phản ứng với b nguyên tử/phân tử/ion/mol của B để tạo ra c nguyên tử/phân tử/ion/mol của C và d nguyên tử/phân tử/ion/mol của D”.

Một số ví dụ cụ thể về phương trình hóa học được trình bày trong phần tiếp theo, cùng với cách giải thích chúng.

Ví dụ về phương trình hóa học

Phương trình phản ứng đốt cháy

Phương trình này viết: “2 phân tử khí butan (C ₄ H ₁₀ ) phản ứng với 13 phân tử khí oxy để tạo ra 8 phân tử khí carbon dioxide và 10 phân tử nước .”

Phương trình phản ứng kết tủa

Phương trình này biểu thị một phản ứng kết tủa mà bạn có thể đọc: “2 mol ion bạc trong nước phản ứng với 1 mol ion sunfua trong nước để tạo thành 1 mol sunfua bạc rắn.”

Phương trình phản ứng tổng hợp

Đây là phản ứng oxy hóa titan kim loại để tạo thành oxit titanic. Phương trình này có nội dung: “1 nguyên tử titan rắn kết hợp với một phân tử khí oxy để tạo thành một phân tử oxit titan hoặc titan dioxide.”

Người giới thiệu

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Hóa học ( ^{tái bản lần} thứ 10 .). Thành phố New York, NY: MCGRAW-HILL.

Viết và cân bằng phương trình hóa học. (2020, ngày 30 tháng 10). Lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1818

THẠC SĨ HÓA HỮU CƠ (12/02/2020). 8 loại mũi tên trong hóa học hữu cơ, giải thích . Lấy từ  https://www.masterorganicchemist.com/2011/02/09/the-8-types-of-arrows-in-organic-chemology-explained/

Raviolo, Andres, & Lerzo, Gabriela. (2016). Giảng dạy phép đo lượng hóa học: Sử dụng phép loại suy và hiểu khái niệm . Giáo dục Hóa học, 27(3), 195-204. Lấy từ  https://doi.org/10.1016/j.eq.2016.04.003