Bài 2: Phản ứng hóa học
Nội dung lý thuyết
I. Biến đổi vật lí và biến đổi hoá học
Biến đổi hoá học có sự tạo thành chất mới, còn biến đổi vật lí không có sự tạo thành chất mới.
- Các quá trình như hoà tan, đông đặc, nóng chảy,... các chất chỉ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, không tạo thành chất mới, đó là biến đổi vật lí.
- Các quá trình như đốt cháy nhiên liệu, phân huỷ chất (ví dụ: nung đá vôi,...), tổng hợp chất (ví dụ: quá trình quang hợp,...),... có sự tạo thành chất mới, đó là biến đổi hoá học.
- Trong cơ thể người và động vật, sự trao đổi chất là một loạt các quá trình sinh hoá, đó là những quá trình phức tạp, bao gồm cả biến đổi vật lí và biến đổi hoá học.
II. Phản ứng hoá học
1. Khái niệm
Quá trình biến đổi từ chất này thành chất khác được gọi là phản ứng hoá học.
- Chất ban đầu bị biến đổi trong phản ứng được gọi là chất phản ứng hay chất tham gia. Chất mới sinh ra được gọi là sản phẩm.
- Phản ứng hoá học được biểu diễn bằng phương trình dạng chữ như sau:
Tên các chất phản ứng → Tên các chất sản phẩm
Ví dụ:
Iron + Sulfur → Iron(II) sulfide
Đọc là: iron tác dụng với sulfur tạo thành iron(II) sulfide.
Trong đó: iron và sulfur là chất phản ứng; iron(II) sulfide là sản phẩm.
- Trong quá trình phản ứng, lượng chất phản ứng giảm dần, lượng sản phẩm tăng dần.
- Phản ứng xảy ra hoàn toàn khi có ít nhất một chất phản ứng đã phản ứng hết.
2. Diễn biến phản ứng hoá học
Trong phản ứng hoá học, liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, làm cho phân tử này biến đổi thành phân tử khác. Kết quả là chất này biến đổi thành chất khác.
Ví dụ: Phản ứng giữa hydrogen và oxygen tạo thành nước được mô tả như sau:
3. Hiện tượng kèm theo các phản ứng hoá học
Để nhận biết phản ứng hoá học xảy ra có thể dựa vào một trong các dấu hiệu sau:
- Sự tạo thành chất khí; chất kết tủa;
- Sự thay đổi màu sắc;
- Sự thay đổi về nhiệt độ của môi trường
III. Năng lượng của phản ứng hoá học
1. Phản ứng toả nhiệt, phản ứng thu nhiệt
Phản ứng toả nhiệt giải phóng năng lượng (dạng nhiệt) ra môi trường và phản ứng thu nhiệt nhận năng lượng (dạng nhiệt) từ môi trường trong suốt quá trình phản ứng.
- Đốt đèn cồn, cồn (ethanol) cháy. Khi đó, ethanol và khí oxygen trong không khí đã tác dụng với nhau tạo thành hơi nước và khí carbon dioxide, đồng thời giải phóng ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Phản ứng đốt cháy cồn là phản ứng toả nhiệt.
- Phản ứng phân huỷ copper(II) hydroxide thành copper(II) oxide và hơi nước thì cần cung cấp năng lượng dưới dạng nhiệt bằng cách đun nóng. Khi ngừng cung cấp nhiệt, phản ứng cũng dừng lại. Đây là phản ứng thu nhiệt.
2. Ứng dụng của phản ứng toả nhiệt
- Các phản ứng toả nhiệt có vai trò quan trọng trong cuộc sống vì chúng cung cấp năng lượng cho sinh hoạt và sản xuất, vận hành động cơ, thiết bị máy công nghiệp, phương tiện giao thông,...