Khi bắt đầu học môn hóa học, bạn sẽ gặp rất nhiều thuật ngữ như số mol, nồng độ mol. Đây là những kiến thức đầu tiên bạn cần nắm vững để thành công trong học tập hóa học. Vậy số mol và nồng độ mol là gì? Cách tính số mol như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây!
Cách tính số mol
Mol là gì?
Trước khi tìm hiểu cách tính số mol, chúng ta nên hiểu khái niệm mol là gì?
-
Theo Wikipedia, mol hay mole là đơn vị đo lường trong hóa học để biểu diễn lượng chất chứa 6,022.1023 hạt nguyên tử hoặc phân tử của chất đó. Số 6,02214129(27)×1023 được gọi là hằng số Avogadro (NA), ví dụ 1 mol sắt (Fe) có 6.1023 nguyên tử Fe.
-
Mol là một trong các đơn vị cơ bản của hệ SI cho các hạt vi mô. Trong các phép biến đổi đại lượng, ta có thể làm tròn: N = 6,023.1023.
-
Tùy thuộc vào hạt đơn vị được lựa chọn, mol được chia thành hai loại, gồm mol nguyên tử và mol phân tử.
-
Mol nguyên tử của một nguyên tố là lượng nguyên tố đó chứa NA nguyên tử chất nguyên tố đó, ví dụ mol nguyên tử kali (K) có 6,02×1023 nguyên tử K.
-
Mol phân tử của một chất là lượng chất của NA phân tử của chất đó, ví dụ 1 mol phân tử ôxi (O2) có 6,022×1023 phân tử ôxi.
-
Nồng độ mol là gì?
Nồng độ mol là đại lượng chỉ lượng chất trong một thể tích dung dịch. Lượng chất tan trong một thể tích dung môi cố định càng lớn, nồng độ càng cao. Nồng độ này cực đại khi dung dịch bão hòa, tức là chất tan không thể hòa tan thêm vào dung dịch. Nếu cố thêm chất tan vào, sẽ xảy ra hiện tượng kết tinh hoặc tạo thành vấn (huyền phù).
-
Nồng độ mol thể tích (M) (nồng độ phân tử gam) biểu thị số mol của một chất tan trong 1 lít dung dịch (ví dụ 5 lít dung dịch có chứa 3 mol hạt tan tạo thành dung dịch có nồng độ 0,6 M, còn gọi là 0,6 phân tử gam). Sử dụng mol có nhiều ưu điểm, cho phép đo số tuyệt đối các hạt có trong dung dịch, bất kể khối lượng và thể tích.
-
Nồng độ molan hay nồng độ mol khối lượng (m) biểu thị số mol của một chất trong 1 kg dung môi (ví dụ 4 kg dung môi chứa 3 mol hạt tan tạo thành dung dịch có nồng độ 0,75 mol/kg, còn gọi là “0,75 molal”).
-
Nồng độ mol khối lượng không thay đổi theo nhiệt độ và có liên hệ với khối lượng dung môi hơn là thể tích dung dịch. Do đó, nồng độ mol khối lượng là một hằng số không phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Trong khi đó, nồng độ mol thể tích tăng khi nhiệt độ giảm.
Cách tính số mol
Công thức tính số mol nguyên tử, phân tử
Cách tính số mol nguyên tử, phân tử theo khối lượng
n = m/MTrong đó:
- n là số mol chất (mol).
- M là khối lượng mol (g/mol): Là khối lượng mol của chất tính ra gam của N phân tử hoặc nguyên tử của chất đó. Khối lượng mol bằng phân tử khối hoặc khối lượng phân tử của chất đó, ví dụ khối lượng mol nguyên tử của cacbon (C) là 12 g/mol, khối lượng mol phân tử của amoniac (NH3) là 17 g/mol.
- m là khối lượng của chất đó (g).
Cần lưu ý rằng, khối lượng mol của nguyên tử và phân tử khác nhau. Ví dụ, khối lượng mol phân tử Nito (N2) là 28 g/mol trong khi khối lượng mol của nguyên tử Nitơ (N) là 14 g/mol.
Cách tính số mol của chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn (ĐKTC)
-
Thể tích mol của các chất khí ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất là như nhau.
-
1 mol chất khí chiếm thể tích 22,4 lít ở 0 độ C, 1 atm (ví dụ thể tích H2 = thể tích O2 = thể tích SO2 = thể tích N2 = 22,4 lít).
-
1 mol chất khí chiếm thể tích 24 lít ở điều kiện phòng là 20 độ C, 1 atm.
n = V/22,4
Trong đó:
- n là số mol chất khí (mol).
- V là thể tích chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn (lít).
- 22,4 là hằng số trong điều kiện tiêu chuẩn.
Đối với các chất khí ở trạng thái tự nhiên, điều kiện khác với điều kiện tiêu chuẩn, cần sử dụng công thức và phép tính phức tạp hơn.
Cách tính số mol dư
Cùng tìm hiểu về dạng bài toán có chất dư sau phản ứng. Bài toán cho biết lượng của hai chất tham gia phản ứng và yêu cầu tính lượng chất được tạo thành. Trong số hai chất tham gia, một chất phản ứng hết, chất còn lại có thể.
Các bước giải bài toán tính số mol dư:
- Tính số mol (đổi lượng chất đề bài thành số mol).
- Viết và cân bằng phương trình hóa học.
- So sánh tỉ lệ số mol và hệ số phản ứng của hai chất tham gia theo phương trình phản ứng.
- Nếu tỉ lệ số mol chất tham gia là bằng nhau, tức là chất phản ứng hết (vừa đủ).
- Nếu tỉ lệ số mol chất tham gia là khác nhau, tức là một chất phản ứng hết và chất còn lại dư hoặc còn dư một chất và một chất phản ứng hết.
Tính lượng các chất theo chất phản ứng hết.
Công thức: Số mol (dư) = Tổng số mol ban đầu - Tổng số mol đã phản ứng.
Lưu ý: Với những bài toán cho cả lượng chất tham gia và lượng chất sản phẩm, tính toán theo lượng chất sản phẩm.
Bài tập tính số mol, nồng độ mol
Ví dụ 1: Cho 3,9 gam kali (K) vào dung dịch HCl dư. Hãy tính thể tích khí hydro (H2) thu được ở điều kiện tiêu chuẩn (ĐKTC).
Lời giải:
-
Phản ứng xảy ra theo hai phương trình: 2K + 2HCl → 2KCl + H2 ↑ (1) 2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑ (2)
-
Số mol kali: nK = 3,9/39 = 0,1 mol
-
Theo phương trình phản ứng (1) và (2), nH2 = nK = 0,1 mol
Vậy thể tích khí hydro thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là: VH2 = 0,1 x 22,4 = 2,24 lít.
Ví dụ 2: Tính nồng độ mol của 5 lít dung dịch có chứa 0,5 mol muối natri clorua (NaCl).
Lời giải:
- Nồng độ mol sẽ được tính như sau: CM = 0,5/5 = 0,1 M
Ví dụ 3: Tính nồng độ mol của dung dịch khi hòa tan 15,8 gram kali manganat (KMnO4) trong 5 lít nước.
Lời giải:
- Số mol kali manganat là: nKMnO4 = 15,8/158 = 0,1 mol
- Nồng độ mol của dung dịch: CM = 0,1/5 = 0,02 M
Ví dụ 4: Trong 100ml dung dịch có hòa tan 8 gram natri hidroxit (NaOH). Hãy tính nồng độ mol của dung dịch.
Lời giải:
- Ta có V = 100 ml = 0,1 lít
- nNaOH = 8/40 = 0,2 mol
- Áp dụng công thức trên: CM = n/V = 0,2/0,1 = 2 M
Ví dụ 5: Tìm khối lượng chất tan có trong 600 ml dung dịch đồng sunfat (CuSO4) có nồng độ mol là 1,5 M.
Lời giải:
- Ta có V = 500 ml = 0,5 lít
- Áp dụng công thức CM = n/V, ta có: nCuSO4 = V x CM = 0,5 x 1,2 = 0,6 mol
- Khối lượng đồng sunfat (CuSO4) = nCuSO4 x MCuSO4 = 0,6 x 160 = 96 gram
Hy vọng rằng thông tin được chia sẻ ở trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về mol là gì, nồng độ mol là gì và cách tính số mol. Chúc bạn học tốt và áp dụng kiến thức này một cách thành công!
Tham khảo: LabVIETCHEM
