Phản ứng hoá học

Xé đôi một tờ giấy và đốt một tờ giấy đều làm tờ giấy thay đổi. Nhưng giấy xé rồi vẫn là giấy, còn giấy đốt rồi thành tro và khói, không quay lại được. Bài này giúp bạn hiểu sự khác nhau đó.

1. Biến đổi vật lí và biến đổi hoá học

Câu hỏi để phân biệt chỉ có một: có chất mới hay không?

2. Phản ứng hoá học

• Phản ứng hoá học là quá trình biến đổi chất này thành chất khác.
• Chất ban đầu: chất phản ứng (chất tham gia). Chất mới sinh ra: sản phẩm.
• Phương trình dạng chữ: Tên các chất phản ứng ⟶ Tên các sản phẩm.

Ví dụ 1 (dải magnesium cháy sáng chói):

Magnesium + Oxygen ⟶ Magnesium oxide
Đọc: magnesium tác dụng với oxygen tạo thành magnesium oxide.

Ví dụ 2 (bếp ga):

Methane + Oxygen ⟶ Carbon dioxide + Nước

Trong lúc phản ứng, lượng chất phản ứng giảm dần, lượng sản phẩm tăng dần. Khi có ít nhất một chất phản ứng hết, phản ứng dừng: ta nói phản ứng xảy ra hoàn toàn.

3. Bên trong một phản ứng

Trong phản ứng, liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử chất đầu bị phá vỡ, các nguyên tử liên kết lại theo kiểu mới, tạo ra phân tử mới.

• Ví dụ 1: 1 phân tử H₂ và 1 phân tử Cl₂ → 2 phân tử HCl. Trước: 2 H, 2 Cl. Sau: 2 H, 2 Cl.
• Ví dụ 2: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Trước và sau đều có 1 C, 4 H, 4 O.

Nguyên tử không mất đi, cũng không tự sinh ra; chỉ có cách liên kết thay đổi.

Điều kiện để phản ứng xảy ra: các chất phải tiếp xúc với nhau; nhiều phản ứng cần đun nóng; một số cần chất xúc tác.

4. Dấu hiệu nhận biết có chất mới

5. Phản ứng toả nhiệt và thu nhiệt

• Toả nhiệt: giải phóng năng lượng (dạng nhiệt) ra môi trường. Ví dụ: đốt ga, đốt củi; túi sưởi ấm tay (bột sắt tác dụng với oxygen).
• Thu nhiệt: nhận năng lượng (dạng nhiệt) trong suốt quá trình phản ứng; ngừng cấp nhiệt thì phản ứng dừng. Ví dụ: bột nở phân huỷ trong lò nướng làm bánh phồng; nung magnesium carbonate.
• Ứng dụng: đốt than, xăng, dầu để nấu ăn, chạy xe, phát điện. Nhưng nhiên liệu hoá thạch không vô tận và thải nhiều CO₂. Than cháy thiếu không khí còn sinh carbon monoxide (CO) rất độc, không màu, không mùi: không đốt than trong phòng kín.

Lỗi hay gặp

1. Thấy sủi bọt là kết luận có phản ứng. Nước sôi cũng sủi bọt, nhưng bọt là hơi nước, vẫn là nước: biến đổi vật lí. Dấu hiệu chỉ là gợi ý, điều quyết định là có chất mới.
2. Tưởng mọi sự "tan" đều là vật lí. Đường tan trong nước là vật lí (cô cạn thu lại đường). Vôi sống cho vào nước thì tác dụng với nước tạo calcium hydroxide và toả nhiều nhiệt: hoá học.
3. Nghĩ rằng nguyên tử biến mất khi chất cháy. Nguyên tử chỉ đổi "bạn" liên kết, chuyển sang chất mới (ví dụ thành khí bay đi).
4. Nhầm phản ứng cần mồi lửa với phản ứng thu nhiệt. Que diêm cần quẹt mới cháy nhưng sau đó tự toả nhiệt. Phản ứng thu nhiệt thì phải cấp nhiệt suốt.

Bài tập theo dạng

Dạng 1. Vật lí hay hoá học?

Cách làm: hỏi "có chất mới không?". Chỉ đổi hình dạng, trạng thái thì là vật lí.

Bài 1. Mỗi hiện tượng sau là biến đổi vật lí hay hoá học? a) Xịt nước hoa, mùi thơm lan khắp phòng. b) Cơm để qua đêm mùa hè bị thiu. c) Thả cục vôi sống vào nước, nước nóng lên.

Bài 2. Xếp vào hai nhóm: bẻ đôi viên phấn; đốt que hương; kem chảy; chuối chín chuyển từ xanh sang vàng và ngọt hơn; dây tóc bóng đèn nóng sáng khi bật điện.

Dạng 2. Phương trình dạng chữ

Cách làm: chất ban đầu đặt bên trái mũi tên, chất mới bên phải.

Bài 3. Bột nhôm cháy trong khí oxygen tạo thành chất rắn màu trắng là aluminium oxide. a) Viết phương trình dạng chữ, chỉ ra chất phản ứng và sản phẩm. b) Lượng chất nào giảm, chất nào tăng? c) Oxygen hết mà nhôm còn thì phản ứng có tiếp tục không?

Bài 4. Khí hydrogen cháy trong khí chlorine tạo thành khí hydrogen chloride. Viết phương trình dạng chữ và cho biết số nguyên tử mỗi loại trước và sau phản ứng có thay đổi không.

Dạng 3. Dấu hiệu · toả nhiệt hay thu nhiệt

Bài 5. Nêu dấu hiệu có phản ứng: a) Nhỏ nước chanh lên vỏ trứng thấy sủi bọt. b) Trộn hai dung dịch trong suốt thấy xuất hiện chất rắn màu vàng lắng xuống.

Bài 6. Toả nhiệt hay thu nhiệt? a) Que diêm đang cháy. b) Nung magnesium carbonate thu được magnesium oxide và khí carbon dioxide; tắt lửa là phản ứng dừng ngay.

Chuyện bên lề

Đầu thế kỉ 18, các nhà hoá học tin rằng vật cháy được vì chứa một "chất lửa" gọi là phlogiston; cháy tức là nhả chất đó vào không khí. Thuyết này giải thích được nhiều thứ, trừ một điều: kim loại nung trong không khí lại nặng thêm chứ không nhẹ đi.

Những năm 1770, nhà hoá học Pháp Antoine Lavoisier làm một việc nghe rất đơn giản: cân thật chính xác trước và sau mỗi thí nghiệm, trong bình kín. Ông chỉ ra rằng khi cháy, chất không nhả ra thứ gì bí ẩn cả mà kết hợp với một khí trong không khí, khí mà ông đặt tên là oxygen. Điều thú vị là Joseph Priestley, người đã điều chế ra chính khí ấy và kể cho Lavoisier nghe năm 1774, lại bảo vệ thuyết phlogiston tới cuối đời.

Ngày nay, phản ứng cháy nấu chín bữa cơm, chạy xe máy và phát điện. Còn phản ứng thu nhiệt thì nằm ngay trong chiếc bánh bông lan: bột nở chỉ phân huỷ, nhả khí làm bánh phồng, khi lò đủ nóng.

Trò chơi ở nhà (5 phút)

"Thám tử chất mới": đi quanh bếp, tìm 3 biến đổi vật lí và 3 biến đổi hoá học (ví dụ: đá tan, đường tan trong nước, bơ chảy · trứng rán chuyển màu, bánh mì nướng cháy cạnh, chuối chín). Với mỗi hiện tượng, nói ra dấu hiệu bạn dựa vào. Ai tìm được hiện tượng "gài bẫy" (có bọt mà không có chất mới, như nước sôi) được thêm 1 điểm.