Chuyên đề Phương pháp quy đổi

[MasterMaster là thành viên đã được xác minh.]

1. Bản chất và Nguyên tắc Vàng
Quy đổi là phương pháp biến đổi hỗn hợp phức tạp (nhiều chất) thành hỗn hợp đơn giản hơn (ít chất hoặc nguyên tố) nhưng vẫn đảm bảo sự bất biến về bản chất hóa học.
3 Nguyên tắc "bất di bất dịch":

• Bảo toàn nguyên tố: Không làm thay đổi bản chất và số lượng các nguyên tử trong hỗn hợp ban đầu.
• Bảo toàn khối lượng: $m_{\text{hỗn hợp đầu}} = m_{\text{hỗn hợp quy đổi}}$.
• Tương đương sản phẩm: Hỗn hợp sau quy đổi khi phản ứng phải cho ra cùng loại sản phẩm với hỗn hợp đầu.

Lưu ý: Số mol các chất sau quy đổi có thể âm (giá trị giả định), nhưng tổng số mol của hệ phải luôn dương.
2. Các hướng quy đổi chiến lược
Tùy vào dữ kiện đề bài có thể chọn một trong các "lối đi" sau:
Hướng 1: Quy đổi về nguyên tố (Phổ biến nhất)
Đưa hỗn hợp về các nguyên tử đơn lẻ (ví dụ: Fe và O; C, H và O).

• Ưu điểm: Triệt tiêu sự phức tạp của các oxit sắt hay các hợp chất hữu cơ đồng đẳng.
• Công cụ đi kèm: Thường kết hợp với Bảo toàn electron hoặc Bảo toàn nguyên tố.

Hướng 2: Bỏ bớt chất (Quy đổi "vừa đủ")
Nếu hỗn hợp có $n$ chất nhưng đề chỉ cho $m$ dữ kiện định lượng ($n > m$), ta có thể lược bỏ $(n-m)$ chất sao cho các chất còn lại vẫn đại diện được cho hỗn hợp.

• Điều kiện: Các chất trong hỗn hợp nên có tính chất tương tự nhau hoặc có thể biểu diễn qua nhau (ví dụ: quy đổi các chất trung gian trong dãy đồng đẳng).

Hướng 3: Quy đổi về chất giả định (Chất tương đương)
Thiết lập một công thức chung đại diện cho cả hỗn hợp dựa trên tỷ lệ mol hoặc đặc điểm cấu tạo (ví dụ: $Fe_xO_y$, $C_{\bar{n}}H_{2\bar{n}+2}O_y$).
3. Phân dạng bài tập điển hình

Dạng toán	Hướng quy đổi tối ưu
Sắt và Oxit sắt + Axit mạnh	Quy về $\{Fe, O\}$ hoặc $\{Fe, Fe_2O_3\}$.
Kim loại/Oxit kiềm, kiềm thổ + Nước	Quy về $\{Kim~loại, O\}$ hoặc các chất giả định như $Ba_xNa_yO_z$. +1
Đốt cháy hỗn hợp hữu cơ	Quy về $\{C, H_2, O_2\}$ hoặc một chất tương đương dựa trên $n_{OH}$. +1
Phản ứng cộng ($H_2, Br_2$)	Quy đổi các hidrocacbon không no về các cặp $\{Ankin, Ankan\}$ hoặc dựa trên số liên kết $\pi$ trung bình.

---

​

4. Kỹ thuật "Hóa trị" trong quy đổi
Một điểm rất sâu sắc trong tài liệu là việc quy đổi sản phẩm khử hoặc quy đổi tác nhân oxi hóa dựa trên bảo toàn số mol hóa trị:

• Quy đổi hỗn hợp khí ($NO, NO_2$) về một khí duy nhất (NO giả định) để tính toán nhanh hơn qua biểu thức: $n_A \cdot \Delta ht_A = n_B \cdot \Delta ht_B$.
• Quy đổi $H_2$ thoát ra thành $O_2$ phản ứng để sử dụng bảo toàn khối lượng một cách linh hoạt.