# Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hoá học – Hoá học lớp 8, Bài 5

> Đốt một tờ giấy, chỉ còn nhúm tro nhẹ tênh. Đốt một cuộn bùi nhùi thép, cân lại thấy nặng hơn. Khối lượng biến đi đâu, và ở đâu sinh ra? Câu trả lời: không có gì mất đi, cũng không có gì tự sinh ra.

- Trang bài: https://anim.vn/lop-8/hoa-hoc/bai-05-dinh-luat-bao-toan-khoi-luong-va-phuong-trinh-hoa-hoc/
- Video: https://youtu.be/h-jb9auLMOs (8:33)
- Thuộc: Hoá học lớp 8 · Bài 5
- Bài tập về nhà (PDF, có lời giải): https://anim.vn/media/lop8-hoa-hoc-bai-05/bai-tap-ve-nha.pdf

## Mục lục video

- 0:00 Mở đầu: khối lượng đi đâu?
- 0:24 Chiếc cân của Lavoisier
- 0:58 Định luật bảo toàn khối lượng
- 2:30 Lập phương trình hoá học
- 3:34 Ý nghĩa của phương trình
- 4:26 Dạng 1: Bảo toàn khối lượng
- 5:47 Dạng 2: Cân bằng phương trình
- 7:17 Dạng 3: Tỉ lệ trong phương trình
- 8:10 Tóm tắt

Đốt một tờ giấy, chỉ còn nhúm tro nhẹ tênh. Đốt một cuộn bùi nhùi thép, cân lại thấy **nặng hơn**. Khối lượng biến đi đâu, và ở đâu sinh ra? Câu trả lời: **không có gì mất đi, cũng không có gì tự sinh ra.**

## 1. Định luật bảo toàn khối lượng

> Trong một phản ứng hoá học, **tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng**.

**Vì sao?** Phản ứng hoá học chỉ *cắt liên kết cũ, nối liên kết mới*. Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng vẫn y nguyên, nên khối lượng không đổi.

Ví dụ: khí hydrogen tác dụng với khí chlorine. Trước phản ứng có 2 nguyên tử H và 2 nguyên tử Cl (trong H₂ và Cl₂). Sau phản ứng vẫn 2 nguyên tử H và 2 nguyên tử Cl, chỉ là nằm trong 2 phân tử HCl.

Với phản ứng A + B → C + D:

**m(A) + m(B) = m(C) + m(D)**

Biết khối lượng của 3 chất thì tính được chất thứ 4 (tổng quát: phản ứng có *n* chất, biết *n* − 1 chất là tính được chất còn lại).

**Ví dụ 1.** Nung 8,4 g baking soda, thu được 5,3 g soda, 0,9 g nước và khí carbon dioxide.
m(CO₂) = 8,4 − 5,3 − 0,9 = **2,2 g**.

**Ví dụ 2 (bẫy).** Nung 6,4 g dây đồng trong không khí, thu được 8 g chất rắn màu đen. Nặng thêm 1,6 g, định luật sai à? Không. Đồng đã kết hợp với khí oxygen trong không khí: 2Cu + O₂ → 2CuO. Phần nặng thêm chính là khối lượng oxygen: 8 − 6,4 = **1,6 g**.

Còn tờ giấy cháy: phần "biến mất" đã thành khí carbon dioxide và hơi nước, bay vào không khí.

## 2. Lập phương trình hoá học: 3 bước

Phương trình hoá học ghi lại phản ứng bằng công thức hoá học, với hệ số thích hợp để **số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau**.

Ví dụ: phosphorus cháy trong khí oxygen tạo thành diphosphorus pentoxide.

| Bước | Làm gì | Kết quả |
|---|---|---|
| 1. Viết sơ đồ | Thay tên chất bằng công thức, mũi tên nét đứt | P + O₂ ⇢ P₂O₅ |
| 2. Cân bằng | O: 2 và 5, bội chung nhỏ nhất là 10 → 5 O₂ và 2 P₂O₅. Khi đó P bên phải là 4 → 4 P | 4P + 5O₂ ⇢ 2P₂O₅ |
| 3. Viết phương trình | Đổi mũi tên đứt thành liền | **4P + 5O₂ → 2P₂O₅** |

**Hai điều cần nhớ**

1. Chỉ **thêm hệ số** ở phía trước công thức, **không sửa chỉ số**. Viết 5O₂ (5 phân tử oxygen), không viết O₁₀. Sửa chỉ số là đổi sang chất khác (H₂O là nước, H₂O₂ là nước oxy già!).
2. Nhóm nguyên tử đi nguyên vẹn từ vế này sang vế kia (OH, SO₄, NO₃, CO₃…) thì **coi như một khối** khi cân bằng.
   Ví dụ: 3KOH + FeCl₃ → Fe(OH)₃ + 3KCl (đếm "3 khối OH").

## 3. Ý nghĩa của phương trình hoá học

Phương trình cho biết các chất phản ứng với nhau theo **tỉ lệ xác định**.

**Ví dụ 1.** 4P + 5O₂ → 2P₂O₅: cứ 4 nguyên tử P phản ứng với 5 phân tử O₂, tạo ra 2 phân tử P₂O₅. Tỉ lệ **4 : 5 : 2** cũng là **tỉ lệ số mol**.

**Ví dụ 2.** N₂ + 3H₂ → 2NH₃: tỉ lệ số phân tử (số mol) là 1 : 3 : 2.
Bẫy: đây **không phải** tỉ lệ khối lượng. Muốn có tỉ lệ khối lượng phải nhân hệ số với khối lượng mol: 1·28 : 3·2 : 2·17 = 28 : 6 : 34, tức 28 g N₂ cần 6 g H₂, tạo ra 34 g NH₃.

## Bảng tóm tắt

| Kí hiệu / thuật ngữ | Nghĩa |
|---|---|
| m(A) + m(B) = m(C) + m(D) | định luật bảo toàn khối lượng |
| ⇢ (mũi tên đứt) | sơ đồ phản ứng, chưa cân bằng |
| → (mũi tên liền) | phương trình hoá học, đã cân bằng |
| hệ số (số đứng trước công thức) | số nguyên tử / phân tử, cũng là tỉ lệ số mol |
| chỉ số (số nhỏ ở chân) | thuộc về công thức của chất, không được sửa |

## Lỗi hay gặp

- **Quên chất khí.** Than, giấy cháy xong "nhẹ đi" vì sản phẩm khí bay mất; kim loại nung "nặng thêm" vì lấy oxygen của không khí. Cộng cả chất khí vào thì hai vế luôn bằng nhau.
- **Sửa chỉ số để cân bằng** (Mg + O₂ → MgO₂). Sai: chỉ được thêm hệ số (2Mg + O₂ → 2MgO).
- **Viết 6 O thay cho 3 O₂.** Khí oxygen, hydrogen, chlorine, nitơ luôn viết dạng phân tử O₂, H₂, Cl₂, N₂.
- **Cân bằng dở dang**: mới cân một nguyên tố đã dừng. Luôn đếm lại tất cả nguyên tố ở hai vế.
- **Nhầm tỉ lệ hệ số với tỉ lệ khối lượng.** Tỉ lệ hệ số là tỉ lệ số mol (số phân tử).
- Các cụm từ trong đề: *phản ứng hoàn toàn* (ít nhất một chất phản ứng hết), *vừa đủ* (các chất tham gia đều hết, không chất nào dư).

## Bài tập theo dạng

### Dạng 1: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

Cách làm: viết tổng khối lượng hai vế bằng nhau, thay số, tìm chất còn thiếu. Có chất khí thì nhớ tính cả nó.

**a)** Cho 13 g kẽm tác dụng vừa đủ với 14,6 g hydrochloric acid, thu được 27,2 g zinc chloride và khí hydrogen. Tính khối lượng khí hydrogen.

<details><summary>Đáp án</summary>
m(H₂) = 13 + 14,6 − 27,2 = <b>0,4 g</b>.
</details>

**b)** Đặt lên cân một cốc giấm nặng 150 g, thả vào 4,2 g baking soda. Sủi bọt xong, cân chỉ còn 152 g. Vì sao khối lượng giảm, giảm bao nhiêu?

<details><summary>Đáp án</summary>
Trước phản ứng: 150 + 4,2 = 154,2 g. Khí carbon dioxide bay ra khỏi cốc nên cân giảm: 154,2 − 152 = <b>2,2 g</b> (đó là khối lượng khí CO₂).
</details>

**c)** Đốt cháy hết 3,1 g phosphorus trong khí oxygen, thu được 7,1 g diphosphorus pentoxide. Tính khối lượng oxygen đã phản ứng.

<details><summary>Đáp án</summary>
m(O₂) = 7,1 − 3,1 = <b>4 g</b>.
</details>

### Dạng 2: Lập phương trình hoá học

Cách làm: đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế, thêm hệ số cho bằng nhau; nhóm nguyên tử coi như một khối; đếm lại lần cuối.

**a)** Mg + O₂ ⇢ MgO

<details><summary>Đáp án</summary>
2Mg + O₂ → 2MgO (không được viết MgO₂).
</details>

**b)** Fe₂O₃ + HCl ⇢ FeCl₃ + H₂O

<details><summary>Đáp án</summary>
Fe: 2 → 2FeCl₃; Cl: 6 → 6HCl; H: 6 → 3H₂O; O: 3 = 3.<br>
Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O
</details>

**c)** AgNO₃ + CuCl₂ ⇢ AgCl + Cu(NO₃)₂

<details><summary>Đáp án</summary>
Coi NO₃ là một khối: bên phải 2 → 2AgNO₃; Ag: 2 → 2AgCl; Cl: 2 = 2.<br>
2AgNO₃ + CuCl₂ → 2AgCl + Cu(NO₃)₂
</details>

**d)** Al + Cl₂ ⇢ AlCl₃

<details><summary>Đáp án</summary>
Cl: 2 và 3, bội chung nhỏ nhất 6 → 3Cl₂, 2AlCl₃ → 2Al.<br>
2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃
</details>

### Dạng 3: Tỉ lệ trong phương trình

Cách làm: tỉ lệ số mol = tỉ lệ hệ số; muốn ra khối lượng thì nhân thêm khối lượng mol.

Trong lò luyện gang: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂.

**a)** Tỉ lệ số phân tử các chất là bao nhiêu?

<details><summary>Đáp án</summary>
1 : 3 : 2 : 3
</details>

**b)** Từ 16 tấn Fe₂O₃, thu được tối đa bao nhiêu tấn sắt?

<details><summary>Đáp án</summary>
1 mol Fe₂O₃ (160 g) tạo ra 2 mol Fe (112 g). Vậy 16 tấn cho 16 · 112 : 160 = <b>11,2 tấn</b> sắt.
</details>

**c)** Có 0,5 mol Fe₂O₃ thì cần bao nhiêu mol CO, thu được bao nhiêu mol Fe?

<details><summary>Đáp án</summary>
CO: 3 · 0,5 = <b>1,5 mol</b>; Fe: 2 · 0,5 = <b>1 mol</b>.
</details>

## Chuyện bên lề: chiếc cân đã thay đổi hoá học

Thế kỉ XVIII, đa số nhà hoá học tin vào thuyết *phlogiston*: vật cháy được vì nó nhả ra một chất vô hình tên là phlogiston. Rắc rối là kim loại nung xong lại **nặng thêm**, chẳng lẽ phlogiston có khối lượng âm?

Năm 1756, nhà bác học Nga **Mikhail Lomonosov** nung kim loại trong bình thuỷ tinh hàn kín và nhận thấy: nếu không khí bên ngoài không lọt vào thì khối lượng cả bình không đổi. Trước đó, năm 1748, ông đã viết trong thư gửi nhà toán học Euler rằng trong tự nhiên, lấy đi ở vật này bao nhiêu thì thêm vào vật khác bấy nhiêu.

Năm 1774, ở Pháp, **Antoine Lavoisier** làm thí nghiệm tương tự với thiếc. Cân cả bình trước và sau khi nung: bằng nhau. Khi mở bình, ông nghe tiếng không khí ùa vào: kim loại đã lấy mất một phần không khí trong bình. Từ đó ông chứng minh sự cháy là kết hợp với oxygen, và phát biểu rõ nguyên lí bảo toàn khối lượng trong cuốn sách giáo khoa hoá học hiện đại đầu tiên (1789).

Hai ông làm việc độc lập, và "vũ khí" của cả hai chỉ là **một chiếc cân thật chính xác**.

**Ngày nay:** mọi nhà máy hoá chất, từ phân đạm, xi măng tới luyện thép, đều dựa vào định luật này và tỉ lệ trong phương trình hoá học để tính nguyên liệu cần mua và sản phẩm thu được.

## Trò chơi ở nhà (5 phút): chiếc túi không biết nói dối

Cần: 1 túi zip, 1 thìa baking soda, một ít giấm (để trong cốc nhỏ hoặc nắp chai), cân nhà bếp.

1. Cho baking soda vào túi zip. Đặt cốc giấm nhỏ đứng trong túi (chưa đổ). Kéo kín miệng túi, đặt lên cân, ghi số.
2. Nghiêng túi cho giấm đổ vào baking soda. Túi phồng lên vì khí carbon dioxide.
3. Đặt lại lên cân: số có đổi không? (Gần như không đổi, vì khí vẫn ở trong túi.)
4. Mở túi cho khí thoát ra, cân lại: giảm! Phần giảm chính là khối lượng khí.

Hỏi bạn: nếu ngay từ đầu không kéo kín túi thì cân sẽ chỉ thế nào? Vì sao?

## Lời thoại video

### 0:00 Mở đầu: khối lượng đi đâu?

Đốt một tờ giấy, chỉ còn lại nhúm tro nhẹ tênh. Vậy phần khối lượng kia đã biến đi đâu? Ngược lại, một cuộn bùi nhùi thép đem đốt lên, cân lại thấy nặng hơn lúc đầu. Khối lượng ở đâu sinh ra? Thật ra không có gì mất đi, cũng không có gì tự sinh ra. Hôm nay bạn sẽ hiểu định luật bảo toàn khối lượng, và biết cách lập một phương trình hoá học.

### 0:24 Chiếc cân của Lavoisier

Thế kỉ XVIII, người ta tin vật cháy được vì nó nhả ra một chất vô hình: phlogiston. Năm 1756, Lomonosov (Nga) nung kim loại trong bình thuỷ tinh hàn kín. Cân trước và cân sau: khối lượng không hề đổi. Năm 1774, ở Pháp, Lavoisier làm lại với thiếc và cũng thấy như vậy. Khi mở bình, ông nghe tiếng không khí ùa vào: kim loại đã lấy đi một phần không khí trong bình. Thứ quyết định mọi chuyện chỉ là một chiếc cân thật chính xác.

### 0:58 Định luật bảo toàn khối lượng

Trong một phản ứng hoá học, tổng khối lượng các chất sản phẩm bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng. Vì sao? Nhìn H₂ tác dụng với Cl₂. Trước phản ứng: 2 nguyên tử H và 2 nguyên tử Cl. Phản ứng chỉ cắt liên kết cũ và nối liên kết mới. Sau phản ứng vẫn đúng 2 nguyên tử H, 2 nguyên tử Cl, nằm trong 2 phân tử HCl. Số nguyên tử mỗi loại không đổi, nên khối lượng không đổi. m(A) + m(B) = m(C) + m(D) Biết 3 chất thì tính được chất thứ 4. Ví dụ 1. Nung 8,4 g baking soda, thu được 5,3 g soda, 0,9 g nước và khí CO₂. Khí bay ra nặng bao nhiêu? Tổng sản phẩm phải bằng 8,4 g. m(CO₂) = 8,4 − 5,3 − 0,9 = 2,2 g Ví dụ 2. Nung 6,4 g dây đồng trong không khí, thu được 8 g chất rắn màu đen. Nặng thêm 1,6 g, vậy định luật sai à? Không sai. Đồng đã kết hợp với khí O₂ trong không khí. 1,6 g ấy chính là khối lượng O₂ đã tham gia phản ứng. Trở lại tờ giấy cháy: phần biến mất đã thành khí và hơi nước, bay vào không khí.

### 2:30 Lập phương trình hoá học

Để ghi lại một phản ứng thật ngắn gọn, ta dùng phương trình hoá học. Lập phương trình qua ba bước. Ví dụ: phosphorus cháy trong khí oxygen, tạo thành P₂O₅. Bước 1: viết sơ đồ phản ứng bằng công thức hoá học, mũi tên nét đứt. Bước 2: cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế. O: bên trái 2, bên phải 5. Bội chung nhỏ nhất là 10. Đặt hệ số 5 trước O₂, hệ số 2 trước P₂O₅. Bên phải có 4 nguyên tử P ⇒ đặt hệ số 4 trước P. Bước 3: đổi mũi tên nét đứt thành nét liền. Ta được phương trình hoá học. Điều 1: chỉ thêm hệ số ở phía trước, tuyệt đối không sửa chỉ số, vì sửa chỉ số là đổi sang chất khác. Điều 2: nhóm nguyên tử đi nguyên vẹn từ vế này sang vế kia thì coi như một khối.

### 3:34 Ý nghĩa của phương trình

Phương trình hoá học còn cho biết các chất phản ứng với nhau theo tỉ lệ nào. Cứ 4 nguyên tử P phản ứng với 5 phân tử O₂, tạo ra 2 phân tử P₂O₅. Tỉ lệ 4 : 5 : 2 ấy cũng chính là tỉ lệ số mol. Ví dụ 2: N₂ tác dụng với H₂ tạo thành NH₃. Tỉ lệ số phân tử là 1 : 3 : 2. Cẩn thận một cái bẫy: tỉ lệ hệ số là tỉ lệ số mol, không phải tỉ lệ khối lượng. Tỉ lệ khối lượng = hệ số × khối lượng mol: 28 g N₂ cần 6 g H₂, tạo ra 34 g NH₃. Nhờ tỉ lệ này, nhà máy phân đạm tính được chính xác cần bao nhiêu nguyên liệu, không thừa, không thiếu.

### 4:26 Dạng 1: Bảo toàn khối lượng

Dạng 1: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng. Viết tổng khối lượng hai vế bằng nhau, rồi tìm chất còn thiếu. Câu a. 13 g kẽm tác dụng vừa đủ với 14,6 g HCl, thu được 27,2 g ZnCl₂ và khí H₂. Tính khối lượng khí H₂. Bạn tạm dừng video và thử làm nhé. Tổng khối lượng chất tham gia: 13 + 14,6 = 27,6 g m(H₂) = 27,6 − 27,2 = 0,4 g Câu b. Cốc giấm 150 g trên cân, thả vào 4,2 g baking soda. Sủi bọt xong, cân chỉ còn 152 g. Vì sao khối lượng giảm, và giảm bao nhiêu? Trước phản ứng: 150 + 4,2 = 154,2 g Khối lượng giảm vì khí CO₂ đã bay ra khỏi cốc. m(CO₂) = 154,2 − 152 = 2,2 g Nhớ nhé: gặp chất khí thì đừng quên tính cả nó.

### 5:47 Dạng 2: Cân bằng phương trình

Dạng 2: lập phương trình hoá học. Đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế, rồi thêm hệ số cho bằng nhau. Câu a. Mg cháy trong khí O₂ tạo thành MgO. Bạn thử cân bằng nhé. O: bên trái 2, bên phải 1. Có bạn thêm luôn số 2 vào chân O ở vế phải. Sai rồi, vì sửa chỉ số là đổi sang chất khác. Cách đúng: đặt hệ số 2 trước MgO, rồi hệ số 2 trước Mg. Câu b. Fe₂O₃ tác dụng với HCl, tạo thành FeCl₃ và nước. Fe: bên trái 2 ⇒ đặt hệ số 2 trước FeCl₃. Bên phải có 6 nguyên tử Cl ⇒ đặt hệ số 6 trước HCl. 6 nguyên tử H tạo ra 3 phân tử H₂O. Đếm lại O: 3 = 3. Xong. Câu c. AgNO₃ tác dụng với CuCl₂, tạo thành AgCl và Cu(NO₃)₂. Coi nhóm NO₃ là một khối: bên phải có 2 ⇒ đặt hệ số 2 trước AgNO₃. Khi đó có 2 nguyên tử Ag ⇒ đặt hệ số 2 trước AgCl. Cl: 2 = 2. Xong.

### 7:17 Dạng 3: Tỉ lệ trong phương trình

Dạng 3: đọc tỉ lệ từ phương trình. Tỉ lệ số mol = tỉ lệ hệ số. Muốn ra khối lượng thì nhân thêm khối lượng mol. Trong lò luyện gang: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ Câu a. Tỉ lệ số phân tử các chất là bao nhiêu? Đọc hệ số: 1 : 3 : 2 : 3 Câu b. Từ 16 tấn Fe₂O₃, thu được tối đa bao nhiêu tấn sắt? 1 mol Fe₂O₃ nặng 160 g, tạo ra 2 mol Fe nặng 112 g. Cứ 160 phần khối lượng oxide cho 112 phần sắt. 16 tấn cho 11,2 tấn sắt.

### 8:10 Tóm tắt

Tóm lại. Trong phản ứng hoá học, tổng khối lượng trước và sau luôn bằng nhau. Lập phương trình hoá học qua ba bước: viết sơ đồ, cân bằng, viết phương trình. Chỉ thêm hệ số, không sửa chỉ số. Và tỉ lệ hệ số chính là tỉ lệ số mol. Bài sau, mình sẽ dùng chính tỉ lệ này để tính toán theo phương trình hoá học. Hẹn gặp lại bạn!