Theo cô giáo Hoàng Thị Thuận - Trường THCS Thành Lâm (Thanh Hóa), nguyên tắc chung, để cân bằng một phương trình hoá học, phải làm sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phương trình trước và sau phản ứng phải bằng nhau.
Đối với học sinh, theo cô Thuận, để làm được bài toán cân bằng phương trình Hóa học,học sinh phải biết các nguyên tắc cân bằng phương trình; biết đếm số nguyên tử trước, sau phản ứng; biết lựa chon hệ số và biết viết hệ số đúng vị trí.
Để làm được những điều đó, đòi hỏi học sinh phải có phương pháp kết hợp với tăng cường làm bài tập để hình thành kĩ năng trong cân bằng phương trình hóa học.
Đối với giáo viên phải có sự đầu tư để tìm ra phương pháp phù hợp. Đồng thời trong quá trình giảng dạy, phải phân loại các đối tượng học sinh để có những dạng bài tập cụ thể cho từng đối tượng.
Đồng thời thường xuyên củng cố, kiểm tra kiến thức giúp các em ghi nhớ bài học tốt hơn và để đánh giá kịp thời khả năng nhận thức của học sinh, từ đó để kịp thời điều chỉnh.
Các biện pháp cụ thể được cô Hoàng Thị Thuận giới thiệu như sau:
Cách tính số nguyên tử mỗi nguyên tố
Một thao tác rất quan trọng, không thể thiếu khi cân bằng phương trình hóa học là phải đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố trước, trong và sau quá trình cân bằng phương trình.
Tuy nhiên không dễ để đếm đúng nếu không biết cách, đặc biệt khi nguyên tố nằm trong nhiều chất. Vì vậy giáo viên cần hướng dẫn tỉ mỉ cho học sinh cách đếm:
Cụ thể: Nếu nguyên tố nằm trong 1 chất thì lấy hệ số nhân với chỉ số của nguyên tố đó trong công thức hóa học của chất.
Nếu nguyên tố nằm trong nhiều chất thì ta tính số lượng nguyên tử của nguyên tố đó trong từng chất rồi cộng lại.
Các nguyên tắc cơ bản khi cân bằng phương trình Hóa học
Để học sinh cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh, khi giảng dạy người giáo viên phải lưu ý học sinh tuân theo một số nguyên tắc cơ bản sau:
Trong phương trình hóa học số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng phải bằng nhau.
Khi cân bằng phương trình hóa học, tuyệt đối không thay đổi chỉ số trong công thức hóa học đã viết đúng mà chỉ được thêm phần hệ số.
Một số lưu ý
Trong nhiều trường hợp, nếu trong công thức có nhóm nguyên tử thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng
Trong trường hợp khi cân bằng gặp hệ số là phân số thì phải khử mẫu của hệ số để được hệ số là các số nguyên.
Sau khi cân bằng xong phải kiểm tra lại bằng cách đếm số nguyên tử trước và sau phản ứng xem số nguyên tử của cùng một nguyên tố trước và sau phản ứng có bằng nhau không. Nếu bằng thì phương trình cân bằng đúng, ngược lại thì phương trình cân bằng sai do đó phải cân bằng lại
Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp "Nguyên tố trung tâm’’
Các bước tiến hành:
Bước 1: Chọn nguyên tố trung tâm là nguyên tố có số lượng nguyên tử nhiều nhất.
Bước 2: Cân bằng nguyên tố trung tâm bằng cách đưa hệ số là số nguyên hay phân số vào trước công thức chứa nguyên tố trung tâm
Bước 3: Từ đó cân bằng các nguyên tố còn lại tương tự như trên sao cho số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế của phương trình bằng nhau
Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu (nếu cần)
Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp “chẵn - lẻ”
Dạng này sử dụng để hướng dẫn học sinh cân bằng các phương trình phản ứng có ở SGK là hiệu quả nhất.
Các bước tiến hành
Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên tử trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ
Bước 2: Đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là số lẻ để làm chẵn số nguyên tử của nguyên tố.
Bước 3: Tìm các hệ số còn lại để hoàn thành phương trình hóa học.
Cân bằng phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ
Đối với học sinh lớp 8 chưa biết được hợp chất hữu cơ là gì, học sinh lớp 9 đến đầu học kỳ 2 mới được tìm hiểu.
Nhưng ngay khi ở lớp 8 khi học phần tính chất hoá học của Oxi, phần Oxi tác dụng với hợp chất chủ yếu là các phản ứng cháy của các hợp chất hữu cơ, để phát triển tư duy lôgic và sáng tạo của học sinh, đối với lớp chọn, khá giáo viên có thể giới thiệu sơ qua và hướng dẫn học sinh cân bằng nhanh trong các bài kiểm tra.
Các bước giải:
Bước 1: Coi hệ số của các hợp chất hữu cơ bằng 1
Bước 2: Cân bằng các nguyên tố theo thứ tự: cân bằng số nguyên tử C đầu tiên, đến nguyên tử H, N …và cuối cùng là cân bằng nguyên tử Oxi.
Bước 3: Khử mẫu các hệ số (nếu cần) để được phương trình hoàn chỉnh
Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp đại số
Với các phương trình phức tạp có nhiều chất phản ứng hay sản phẩm rất khó để áp dụng 3 cách cân bằng trên, do đó giáo viên có thể hướng dẫn học sinh khá, giỏi cách cân bằng theo phương pháp đại số
Các bước tiến hành:
Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, ...lần lượt vào các công thức ở 2 vế của phương trình phản ứng.
Bước 2: Thiết lập các phương trình toán học chứa các ẩn trên theo nguyên tắc số nguyên tử của nguyên tố trước và sau phản ứng bằng nhau. Từ đó được 1 hệ phương trình chứa các ẩn.
Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số.
Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng và khử mẫu (nếu cần).
Lưu ý: Đối với bước 3, do học sinh lớp 8 chưa được học kiến thức về giải hệ phương trình nên giáo viên phải hướng dẫn cho học sinh cách giải, đặc biệt trong trường hợp số ẩn nhiều hơn số phương trình chứa ẩn thì phải chọn giá trị cụ thể cho một ẩn nào đó sao cho dễ giải hệ phương trình nhất.
Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp nguyên tố thay đổi hóa trị
Phương pháp này chỉ áp dụng để hướng dẫn học sinh giỏi. Khi đưa cho học sinh dạng này, giáo viên cần chú ý:
Học sinh chưa biết được các khái niệm như số oxi hoá, sự khử, bản chất của phản ứng Oxi hoá - khử, do đó để áp dụng được phương pháp này ở cấp độ THCS thì giáo viên không nên sử dụng số oxi hóa, chỉ nên dừng lại ở hóa trị của các nguyên tố.
Phương pháp sử dụng cho các phản ứng trong đó có các nguyên tố thay đổi hóa trị từ trước đến sau phản ứng (ở cấp độ THCS thì dừng ở phản ứng có hai loại nguyên tố thay đổi hóa trị)
Các bước tiến hành:
Bước 1: Xác định các nguyên tố có thay đổi hóa trị trước và sau phản ứng.
Bước 2: Tìm hiệu hóa trị của các nguyên tố thay đổi hóa trị bằng cách lấy hóa trị của nguyên tố trước phản ứng trừ cho hóa trị của chính nguyên tố đó sau phản ứng (thường có 2 hiệu số).
Bước 3: Tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) 2 giá trị tuyệt đối của 2 hiệu số trên
Bước 4: Lấy BCNN chia cho từng hiệu số trên để tìm ra hệ số hợp thức.
Lấy hệ số hợp thức đặt trước phân tử có chứa nguyên tử mà hiệu số hóa trị của nó nhân với hệ số hợp thức bằng BCNN.
Bước 5: Sau đó hoàn thành phương trình phản ứng theo các bước sau: Cân bằng kim loại hoặc phi kim, cân bằng số nguyên tử Hidro (nếu có)
Bước 6: Kiểm tra bằng cách đếm số nguyên tử Oxi ở 2 vế, nếu không bằng nhau thì làm lại từ đầu
Lưu ý: Khi nguyên tố ở trạng thái đơn chất thì tạm thời có hóa trị bằng 0.
Trong trường hợp nguyên tử thay đổi hóa trị có chỉ số khác 1 thì ta nhân chỉ số đó với hiệu số để tìm BCNN và khi đưa hệ số hợp thức vào phương trình thì phải ưu tiên đưa vào phân tử chứa nguyên tử đó.
