Chào các em học sinh yêu quý!

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau “làm xiếc” một chút với các nguyên tử trong một phản ứng hóa học để chúng cân bằng, đúng theo Định luật bảo toàn khối lượng nhé. Phương trình chúng ta cần cân bằng là:

Al(OH)3 + H2SO4 ——> Al2(SO4)3 + H2O

Đây là một phản ứng trung hòa điển hình giữa một bazơ (Al(OH)3) và một axit (H2SO4) tạo thành muối (Al2(SO4)3) và nước (H2O). Để cân bằng phương trình này, chúng ta sẽ áp dụng phương pháp “cân bằng theo thứ tự các nguyên tố” mà chúng ta đã học trên lớp.

Các bước thực hiện:

Bước 1: Viết phương trình hóa học chưa cân bằng.

Đầu tiên, chúng ta hãy viết lại phương trình phản ứng mà đề bài đã cho:

Al(OH)3 + H2SO4 ——> Al2(SO4)3 + H2O

Giải thích: Đây là bước bắt buộc để chúng ta có cơ sở để thực hiện các bước tiếp theo.

Bước 2: Cân bằng nguyên tố kim loại (Al – Nhôm).

Chúng ta luôn ưu tiên cân bằng kim loại trước. Hãy quan sát số nguyên tử Al ở hai vế:

• Vế trái (chất phản ứng): Có 1 nguyên tử Al trong Al(OH)3.
• Vế phải (sản phẩm): Có 2 nguyên tử Al trong Al2(SO4)3.

Để số nguyên tử Al ở hai vế bằng nhau, chúng ta cần thêm hệ số 2 vào trước Al(OH)3 ở vế trái.

Phương trình lúc này trở thành:

2Al(OH)3 + H2SO4 ——> Al2(SO4)3 + H2O

Giải thích: Chúng ta cần đảm bảo số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố phải như nhau ở cả hai vế của phương trình, đúng theo Định luật bảo toàn khối lượng. Vì vế phải có 2 Al, vế trái chỉ có 1 Al, nên phải nhân đôi Al(OH)3 lên.

Bước 3: Cân bằng nhóm nguyên tử (SO4 – Sulfat).

Trong phương trình này, chúng ta thấy có nhóm SO4 (sulfat) xuất hiện ở cả hai vế và không bị thay đổi cấu trúc. Việc cân bằng cả nhóm thường dễ hơn là cân bằng riêng S và O.

• Vế trái: Có 1 nhóm SO4 trong H2SO4.
• Vế phải: Có 3 nhóm SO4 trong Al2(SO4)3.

Để số nhóm SO4 ở hai vế bằng nhau, chúng ta cần thêm hệ số 3 vào trước H2SO4 ở vế trái.

Phương trình lúc này trở thành:

2Al(OH)3 + 3H2SO4 ——> Al2(SO4)3 + H2O

Giải thích: Tương tự như Al, nhóm SO4 cũng phải được bảo toàn số lượng. Vế phải có 3 nhóm SO4, vế trái chỉ có 1, nên phải nhân 3 H2SO4 lên.

Bước 4: Cân bằng nguyên tố Hidro (H).

Sau khi cân bằng Al và SO4, chúng ta sẽ cân bằng H. Hãy đếm tổng số nguyên tử H ở vế trái:

• Trong \(2Al(OH)_3\): Có \(2 \times 3 = 6\) nguyên tử H.
• Trong \(3H_2SO_4\): Có \(3 \times 2 = 6\) nguyên tử H.

Vậy, tổng số nguyên tử H ở vế trái là \(6 + 6 = 12\) nguyên tử H.

Bây giờ, nhìn sang vế phải:

• Trong Al2(SO4)3: Không có H.
• Trong H2O: Có 2 nguyên tử H.

Để có 12 nguyên tử H ở vế phải, chúng ta cần thêm hệ số 6 vào trước H2O (vì \(6 \times 2 = 12\)).

Phương trình lúc này trở thành:

2Al(OH)3 + 3H2SO4 ——> Al2(SO4)3 + 6H2O

Giải thích: Nguyên tố Hidro thường xuất hiện ở nhiều chất khác nhau. Chúng ta cần tính tổng số Hidro đã có ở vế trái sau khi đã cân bằng các nguyên tố khác, rồi từ đó điều chỉnh hệ số cho chất có chứa Hidro ở vế phải (thường là H2O trong phản ứng này).

Bước 5: Kiểm tra lại nguyên tố Oxi (O).

Nguyên tố Oxi thường được cân bằng cuối cùng hoặc dùng để kiểm tra lại toàn bộ quá trình. Hãy đếm tổng số nguyên tử O ở cả hai vế sau khi đã đặt hệ số:

• Vế trái:
  • Trong \(2Al(OH)_3\): Có \(2 \times 3 = 6\) nguyên tử O.
  • Trong \(3H_2SO_4\): Có \(3 \times 4 = 12\) nguyên tử O.

  Vậy, tổng số nguyên tử O ở vế trái là \(6 + 12 = 18\) nguyên tử O.

• Vế phải:
  • Trong \(Al_2(SO_4)_3\): Có \(3 \times 4 = 12\) nguyên tử O.
  • Trong \(6H_2O\): Có \(6 \times 1 = 6\) nguyên tử O.

  Vậy, tổng số nguyên tử O ở vế phải là \(12 + 6 = 18\) nguyên tử O.

Số nguyên tử Oxi ở hai vế đã bằng nhau (cùng là 18). Điều này xác nhận rằng các hệ số chúng ta đã đặt là chính xác.

Giải thích: Nếu các nguyên tố khác đã được cân bằng đúng, thì Oxi thường sẽ tự cân bằng. Đây là bước kiểm tra rất quan trọng để đảm bảo rằng chúng ta không có sai sót nào trong quá trình cân bằng.

Bước 6: Viết phương trình hóa học đã cân bằng hoàn chỉnh.

Cuối cùng, chúng ta viết lại phương trình với tất cả các hệ số đã tìm được:

\[ 2Al(OH)_3 + 3H_2SO_4 \longrightarrow Al_2(SO_4)_3 + 6H_2O \]

Vậy là chúng ta đã hoàn thành việc cân bằng phương trình hóa học này rồi đó các em! Hãy luyện tập thật nhiều để thành thạo nhé.