Hôm nay, cô sẽ hướng dẫn các em giải chi tiết bài tập về phương trình ion, một dạng bài rất quan trọng trong chương “Sự điện li”. Chúng ta sẽ thực hiện từng bước một cách cẩn thận để hiểu rõ bản chất của phản ứng nhé.

Bước 1: Viết và cân bằng phương trình hóa học ở dạng phân tử.

Trước hết, chúng ta cần xác định sản phẩm của phản ứng trao đổi giữa canxi photphat (\(Ca_3(PO_4)_2\)) và axit sunfuric (\(H_2SO_4\)). Phản ứng này tạo ra muối mới và axit mới.
Sản phẩm là canxi sunfat (\(CaSO_4\)) và axit photphoric (\(H_3PO_4\)).

Phương trình chữ: Canxi photphat + Axit sunfuric → Canxi sunfat + Axit photphoric

Bây giờ, chúng ta viết phương trình ở dạng công thức hóa học và tiến hành cân bằng:
\[Ca_3(PO_4)_2 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_3PO_4\]
Cân bằng phương trình, ta được:
\[Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]

Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ.

Để viết được phương trình ion đầy đủ, chúng ta cần xác định chất nào là chất điện li mạnh, chất điện li yếu, chất kết tủa hoặc chất khí để quyết định xem có nên viết chúng dưới dạng ion hay không.

– \(Ca_3(PO_4)_2\): Đây là một muối không tan, là chất rắn. Vì vậy, chúng ta giữ nguyên ở dạng phân tử.
– \(H_2SO_4\): Đây là một axit mạnh, chất điện li mạnh. Trong dung dịch, nó phân li hoàn toàn ra ion.
\(3H_2SO_4 \rightarrow 6H^+ + 3SO_4^{2-}\)
– \(CaSO_4\): Đây là chất ít tan, được coi là chất kết tủa trong chương trình phổ thông. Vì vậy, chúng ta giữ nguyên ở dạng phân tử.
– \(H_3PO_4\): Đây là một axit trung bình, được xem là chất điện li yếu. Nó phân li không hoàn toàn trong dung dịch. Vì vậy, chúng ta giữ nguyên ở dạng phân tử.

Bây giờ, ta thay thế các chất điện li mạnh bằng các ion tương ứng vào phương trình phân tử đã cân bằng ở Bước 1. Các chất kết tủa, chất điện li yếu ta giữ nguyên.

Phương trình ion đầy đủ sẽ là:
\[Ca_3(PO_4)_2 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]

Bước 3: Viết phương trình ion rút gọn.

Phương trình ion rút gọn được tạo ra bằng cách loại bỏ các ion không tham gia phản ứng (gọi là ion khán giả) ra khỏi phương trình ion đầy đủ. Ion khán giả là các ion xuất hiện ở cả hai vế của phương trình mà không có sự thay đổi.

Hãy cùng xem xét phương trình ion đầy đủ của chúng ta:
\[Ca_3(PO_4)_2 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]

Ta thấy rằng:
– Vế trái có các tiểu phân: \(Ca_3(PO_4)_2\), \(H^+\), \(SO_4^{2-}\).
– Vế phải có các tiểu phân: \(CaSO_4\), \(H_3PO_4\).

Trong trường hợp này, không có ion nào xuất hiện ở cả hai vế của phương trình mà không thay đổi. Tất cả các ion và phân tử ở vế trái đều đã tham gia vào quá trình tạo thành các chất mới ở vế phải.

Do đó, không có ion nào để lược bỏ. Phương trình ion rút gọn trùng với phương trình ion đầy đủ.

Phương trình ion rút gọn là:
\[Ca_3(PO_4)_2 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]

TỔNG KẾT:

1. Phương trình phân tử: \[Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]
2. Phương trình ion đầy đủ: \[Ca_3(PO_4)_2 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]
3. Phương trình ion rút gọn: \[Ca_3(PO_4)_2 + 6H^+ + 3SO_4^{2-} \rightarrow 3CaSO_4 + 2H_3PO_4\]

Đây là một ví dụ rất hay cho thấy không phải lúc nào phương trình ion rút gọn cũng ngắn hơn phương trình ion đầy đủ. Điều quan trọng nhất là các em phải nắm vững quy tắc: “Chất kết tủa, chất khí, chất điện li yếu thì giữ nguyên dạng phân tử”.

Chúc các em học tốt