Phép đo lượng hóa học là một nhánh của hóa học đề cập đến việc tính toán số lượng chất phản ứng và sản phẩm trong các phản ứng hóa học. Nó dựa trên sự bảo toàn khối lượng trong đó tổng khối lượng của các chất phản ứng bằng tổng khối lượng của các sản phẩm trong một phản ứng hóa học. Phép đo lượng hóa học cho phép các nhà hóa học dự đoán lượng chất cần thiết hoặc được tạo ra trong một phản ứng nhất định.
Nốt ruồi: Nốt ruồi là đơn vị cơ bản trong hóa học để biểu thị lượng chất hóa học. Nó được định nghĩa là lượng của bất kỳ chất nào chứa số thực thể (nguyên tử, phân tử, ion, v.v.) bằng số nguyên tử có trong 12 gam cacbon-12 nguyên chất.
Số Avogadro: Số Avogadro, \(6.022 \times 10^{23}\) , là số đơn vị trong một mol của bất kỳ chất nào. Nó đại diện cho số lượng nguyên tử có trong 12 gam cacbon-12.
Khối lượng mol: Khối lượng mol của một chất là khối lượng của một mol chất đó. Đơn vị của khối lượng mol là gam trên mol (g/mol).
Phương trình hóa học: Phương trình hóa học cung cấp một biểu diễn mang tính biểu tượng của một phản ứng hóa học, hiển thị các chất phản ứng và sản phẩm cùng với các hệ số của chúng, đại diện cho số mol tương đối của từng chất tham gia phản ứng.
Để thực hiện các phép tính cân bằng hóa học, trước tiên người ta phải cân bằng phương trình hóa học của phản ứng. Một phương trình cân bằng tuân theo định luật bảo toàn khối lượng và cho phép so sánh trực tiếp các chất phản ứng và sản phẩm theo số mol của chúng.
Ví dụ: Xét phản ứng khí hiđro tác dụng với khí oxi tạo ra nước. Phương trình hóa học cân bằng là: \(2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O\)
Phương trình này cho chúng ta biết rằng 2 mol khí hydro phản ứng với 1 mol khí oxy tạo ra 2 mol nước. Sử dụng phương pháp cân bằng hóa học, chúng ta có thể tính toán lượng nước được tạo ra từ một lượng hydro hoặc oxy nhất định và ngược lại.
Các số đứng trước công thức hóa học trong phương trình hóa học cân bằng được gọi là hệ số cân bằng hóa học. Chúng đại diện cho tỷ lệ các chất phản ứng và được hình thành. Các hệ số này rất cần thiết cho việc tính toán cân bằng hóa học.
Trong phản ứng hóa học, chất phản ứng hạn chế là chất phản ứng được tiêu thụ hoàn toàn trước, hạn chế số lượng sản phẩm có thể được hình thành. Chất dư là chất còn lại sau khi phản ứng kết thúc.
Xác định chất phản ứng giới hạn là một bước quan trọng trong tính toán cân bằng hóa học vì nó xác định hiệu suất lý thuyết tối đa của sản phẩm.
Hiệu suất lý thuyết là lượng sản phẩm tối đa có thể được tạo ra từ một lượng chất phản ứng nhất định, giả sử sự chuyển đổi hoàn toàn, được tính toán thông qua phép đo lượng hóa học. Năng suất thực tế là lượng sản phẩm thực sự được tạo ra khi phản ứng hóa học được thực hiện. Hiệu suất phần trăm là thước đo hiệu suất của phản ứng, được tính bằng cách chia hiệu suất thực tế cho hiệu suất lý thuyết và nhân với 100.
Phép cân bằng hóa học không giới hạn ở các tính toán lý thuyết. Nó có ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực như:
Phép đo lượng hóa học là một khái niệm cơ bản trong hóa học, cần thiết để hiểu các phản ứng hóa học và đưa ra dự đoán định lượng chính xác về lượng chất phản ứng và sản phẩm liên quan. Nó tìm thấy ứng dụng trên nhiều lĩnh vực khác nhau, khiến nó trở thành một công cụ quan trọng đối với các nhà khoa học và kỹ sư.
