Cân bằng phương trình hóa học online: công thức và cách sử dụng
Cân bằng phương trình là tìm hệ số sao cho số nguyên tử mỗi nguyên tố bằng nhau ở hai vế. Công cụ lập hệ bảo toàn nguyên tố và tìm bộ hệ số nguyên dương tối giản cho phản ứng có một bậc tự do.
Công thức và nguyên lý
Hướng dẫn từng bước
- Nhập các chất bằng công thức hóa học, phân biệt chữ hoa và chữ thường.
- Dùng + để ngăn cách chất và = hoặc -> để ngăn cách hai vế. Không nhập hệ số có sẵn.
- Nhóm nguyên tử có thể đặt trong ngoặc, ví dụ Ca(OH)2 hoặc Al2(SO4)3.
- Bấm cân bằng, sau đó xem bảng đếm nguyên tử để xác nhận.
Ví dụ có lời giải
Bản chất của cân bằng phương trình hóa học
Trong một phản ứng hóa học được biểu diễn theo bảo toàn nguyên tử, số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau. Công thức phân tử cho biết thành phần của từng chất; hệ số trước công thức cho biết tỉ lệ số tiểu phân hoặc số mol. Nhiệm vụ cân bằng là thay đổi các hệ số, giữ nguyên công thức của các chất đã cho.
Không thể cân bằng H₂+O₂=H₂O bằng cách sửa sản phẩm thành H₂O₂, vì đó là một chất khác. Bộ tính lập các phương trình bảo toàn nguyên tố từ những công thức bạn nhập và tìm hệ số nguyên dương. Nó kiểm tra tính cân bằng về nguyên tử, không xác nhận phản ứng có thể xảy ra trong điều kiện thực tế.
Đếm nguyên tử khi có nhóm ngoặc
Chỉ số sau một ký hiệu nguyên tố chỉ nhân số nguyên tử của nguyên tố đó. Chỉ số sau ngoặc nhân toàn bộ nhóm bên trong. Ví dụ Ca(OH)₂ có một nguyên tử Ca, hai O và hai H; Al₂(SO₄)₃ có hai Al, ba S và mười hai O. Đếm đúng nhóm ngoặc là bước quan trọng trước khi lập hệ.
Công cụ phân biệt chữ hoa và chữ thường. Co là coban, còn CO là công thức gồm cacbon và oxi. Dùng dấu + để ngăn chất, dấu = hoặc mũi tên để ngăn hai vế; không thêm hệ số có sẵn, điện tích hay ký hiệu trạng thái vào trường nhập hiện tại. Các cú pháp chưa hỗ trợ cần được xử lý bằng phương pháp khác.
Từ bảo toàn nguyên tố đến hệ phương trình tuyến tính
Gán một ẩn hệ số cho mỗi chất. Với từng nguyên tố, viết tổng số nguyên tử ở vế trái bằng tổng số ở vế phải. Đưa toàn bộ sang một vế tạo thành hệ tuyến tính thuần nhất. Nghiệm toàn bộ bằng 0 không có ý nghĩa phản ứng; cần tìm bộ nghiệm dương thể hiện sự tham gia của mọi chất.
Khi không gian nghiệm có một bậc tự do, ta có thể chọn một hệ số làm mốc, giải các hệ số còn lại bằng phân số, quy đồng mẫu rồi chia ước chung lớn nhất. Chương trình dùng phân số chính xác cho phần này. Nếu hệ có nhiều bậc tự do, bộ tính thông báo để bạn kiểm tra hoặc tách phản ứng thay vì tự chọn tùy ý một bộ hệ số.
Dùng hệ số để tính toán lượng chất
Sau cân bằng, tỉ lệ các hệ số cũng là tỉ lệ mol theo phương trình phản ứng. Với 4Fe+3O₂→2Fe₂O₃, cứ 4 mol Fe phản ứng theo tỉ lệ sẽ cần 3 mol O₂ và tạo 2 mol Fe₂O₃. Tỉ lệ khối lượng không đọc trực tiếp từ hệ số; cần nhân thêm khối lượng mol của từng chất.
Trong bài có nhiều chất ban đầu, cần xác định chất giới hạn trước khi suy ra lượng sản phẩm. Hệ số không cho biết hiệu suất thực tế, tốc độ phản ứng hoặc điều kiện nhiệt độ, xúc tác. Các phản ứng oxi hóa–khử dạng ion còn phải bảo toàn điện tích và có thể cần phương pháp thăng bằng electron; cú pháp ion chưa được hỗ trợ ở đây.
Bài tập minh họa và cách tự kiểm tra
1. Sắt phản ứng với oxi
Từ a=2c và 2b=3c, chọn c=2 để cả a và b là số nguyên. Khi đó a=4 và b=3. Bảng kiểm tra phải cho Fe bằng 4 và O bằng 6 ở cả hai vế.
2. Phản ứng có nhóm hiđroxit
Một Ca ở hai vế cho hệ số Ca(OH)₂ và CaCl₂ bằng nhau. Hai nhóm OH tạo hai phân tử nước, đồng thời cần hai HCl để cung cấp hai Cl và đủ H.
Lưu ý và lỗi thường gặp
Chỉ thay hệ số đứng trước chất, không sửa chỉ số trong công thức. Chưa hỗ trợ ion mang điện, electron, công thức hydrate có dấu chấm, ký hiệu trạng thái và các hệ có nhiều bộ nghiệm độc lập. Cân bằng nguyên tử không khẳng định phản ứng thực sự xảy ra.