Nồng độ mol là gì?
Nồng độ mol là đại lượng cho biết số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch. Nồng độ mol thường được ký hiệu là CM hoặc M, đơn vị là mol/L. Đây là một trong những cách biểu diễn nồng độ dung dịch quan trọng nhất trong hoá học phổ thông.
Ví dụ, dung dịch NaCl 1 M nghĩa là trong 1 lít dung dịch có 1 mol NaCl hoà tan. Dung dịch HCl 0,5 M nghĩa là trong 1 lít dung dịch có 0,5 mol HCl. Nếu có 0,2 mol NaOH trong 0,5 lít dung dịch, nồng độ mol của dung dịch là 0,4 M.
Để học tốt nồng độ mol, bạn cần nắm các khái niệm nền tảng như mol, số mol, khối lượng mol, dung dịch, chất tan và dung môi. Khi học bảng tuần hoàn hóa học, việc tra nguyên tử khối cũng giúp tính số mol chất tan trước khi tính nồng độ mol.
Công thức tính nồng độ mol
Công thức tính nồng độ mol là:
CM = n / V
Trong đó:
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị thường dùng |
|---|---|---|
| CM | Nồng độ mol | mol/L hoặc M |
| n | Số mol chất tan | mol |
| V | Thể tích dung dịch | L |
Điểm cần chú ý là V phải là thể tích dung dịch, không phải thể tích dung môi, và phải đổi về đơn vị lít trước khi tính. Nếu đề cho mL, cần đổi: 1000 mL = 1 L.
Các công thức biến đổi từ nồng độ mol
Từ công thức CM = n / V, ta có thể suy ra:
n = CM × V
V = n / CM
| Cần tính | Công thức | Lưu ý |
|---|---|---|
| Nồng độ mol | CM = n / V | V tính bằng lít |
| Số mol chất tan | n = CM × V | CM mol/L, V lít |
| Thể tích dung dịch | V = n / CM | Kết quả thường ra lít |
Ba công thức này được dùng rất nhiều trong bài tập dung dịch, acid, base, muối và phản ứng trao đổi.
Ví dụ tính nồng độ mol
Ví dụ 1
Hoà tan 0,5 mol NaCl vào nước thu được 1 lít dung dịch. Tính nồng độ mol của dung dịch.
Lời giải:
CM = n / V = 0,5 / 1 = 0,5 M
Vậy dung dịch NaCl có nồng độ 0,5 M.
Ví dụ 2
Có 0,2 mol NaOH trong 500 mL dung dịch. Tính nồng độ mol.
Lời giải:
Đổi 500 mL = 0,5 L.
CM = 0,2 / 0,5 = 0,4 M
Ví dụ 3
Có 9,8 gam H2SO4 trong 0,5 lít dung dịch. Tính nồng độ mol, biết MH2SO4 = 98 g/mol.
Lời giải:
nH2SO4 = m / M = 9,8 / 98 = 0,1 mol.
CM = n / V = 0,1 / 0,5 = 0,2 M.
Cách tính số mol từ nồng độ mol
Nếu biết nồng độ mol và thể tích dung dịch, có thể tính số mol chất tan bằng công thức:
n = CM × V
Ví dụ, tính số mol NaOH có trong 250 mL dung dịch NaOH 0,2 M.
Đổi 250 mL = 0,25 L.
n = 0,2 × 0,25 = 0,05 mol
Công thức này rất quan trọng khi bài toán cho dung dịch phản ứng với dung dịch khác. Trước tiên cần tính số mol chất tan, sau đó dùng tỉ lệ phương trình hoá học.
Cách tính khối lượng chất tan từ nồng độ mol
Muốn tính khối lượng chất tan từ nồng độ mol, thường làm hai bước:
Bước 1: Tính số mol chất tan bằng n = CM × V.
Bước 2: Tính khối lượng bằng m = n × M.
Ví dụ, tính khối lượng NaCl có trong 200 mL dung dịch NaCl 0,5 M, biết MNaCl = 58,5 g/mol.
Đổi 200 mL = 0,2 L.
nNaCl = 0,5 × 0,2 = 0,1 mol.
mNaCl = 0,1 × 58,5 = 5,85 gam.
Nồng độ mol và nồng độ phần trăm khác nhau thế nào?
Nồng độ mol cho biết số mol chất tan trong 1 lít dung dịch, còn nồng độ phần trăm cho biết khối lượng chất tan chiếm bao nhiêu phần trăm khối lượng dung dịch. Hai loại nồng độ dùng trong những bối cảnh khác nhau.
| Tiêu chí | Nồng độ mol | Nồng độ phần trăm |
|---|---|---|
| Ký hiệu thường dùng | CM hoặc M | C% |
| Cho biết | Số mol chất tan trong 1 L dung dịch | Khối lượng chất tan trong 100 phần khối lượng dung dịch |
| Đơn vị | mol/L | % |
| Công thức | CM = n / V | C% = mct / mdd × 100% |
Bài liên quan: Nồng độ phần trăm là gì?.
Nồng độ mol trong phản ứng hoá học
Khi hai dung dịch phản ứng với nhau, nồng độ mol giúp tính số mol chất tan trong mỗi dung dịch. Sau đó, ta dùng phương trình hoá học để xác định chất phản ứng hết, chất dư hoặc lượng sản phẩm tạo thành.
Ví dụ:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Nếu có 100 mL dung dịch HCl 1 M, số mol HCl là:
n = 1 × 0,1 = 0,1 mol
Nếu có 100 mL dung dịch NaOH 1 M, số mol NaOH cũng là 0,1 mol. Theo phương trình tỉ lệ 1:1, hai chất phản ứng vừa đủ.
Nồng độ mol có phụ thuộc vào thể tích dung dịch không?
Có. Nồng độ mol phụ thuộc vào số mol chất tan và thể tích dung dịch. Nếu số mol chất tan không đổi nhưng thể tích dung dịch tăng, nồng độ mol giảm. Nếu thể tích giảm, nồng độ mol tăng.
Ví dụ, 0,1 mol NaCl trong 1 lít dung dịch có nồng độ 0,1 M. Nếu vẫn 0,1 mol NaCl nhưng pha thành 0,5 lít dung dịch, nồng độ là 0,2 M. Nếu pha thành 2 lít dung dịch, nồng độ là 0,05 M.
Đây là cơ sở của bài toán pha loãng dung dịch.
Bài tập tự luyện về nồng độ mol
Bài 1
Tính nồng độ mol của dung dịch chứa 0,3 mol KOH trong 600 mL dung dịch.
Lời giải: Đổi 600 mL = 0,6 L. CM = 0,3 / 0,6 = 0,5 M.
Bài 2
Tính số mol HCl trong 250 mL dung dịch HCl 2 M.
Lời giải: Đổi 250 mL = 0,25 L. n = CM × V = 2 × 0,25 = 0,5 mol.
Bài 3
Tính khối lượng NaOH có trong 100 mL dung dịch NaOH 1 M, biết MNaOH = 40 g/mol.
Lời giải: Đổi 100 mL = 0,1 L. n = 1 × 0,1 = 0,1 mol. m = 0,1 × 40 = 4 gam.
Những lỗi thường gặp khi tính nồng độ mol
Lỗi đầu tiên là quên đổi mL sang L. Đây là lỗi rất phổ biến. Trong công thức CM = n / V, thể tích phải tính bằng lít.
Lỗi thứ hai là dùng khối lượng chất tan thay cho số mol. Nếu đề cho gam, cần đổi sang mol bằng n = m / M trước.
Lỗi thứ ba là nhầm thể tích dung dịch với thể tích nước ban đầu. Nồng độ mol dùng thể tích dung dịch sau khi pha, không phải lúc nào cũng bằng thể tích dung môi ban đầu.
Lỗi thứ tư là nhầm đơn vị M với khối lượng mol M. Trong bài nồng độ, M có thể là mol/L; trong bài khối lượng mol, M là g/mol. Cần nhìn ngữ cảnh để hiểu đúng.
Kết luận
Nồng độ mol là số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch, ký hiệu CM, đơn vị mol/L hoặc M. Công thức quan trọng là CM = n / V, từ đó suy ra n = CM × V và V = n / CM.
Muốn làm tốt bài tập nồng độ mol, hãy đổi thể tích về lít, đổi khối lượng chất tan về số mol nếu cần, và dùng tỉ lệ phương trình khi có phản ứng hoá học.
Tài liệu tham khảo
- IUPAC Gold Book – Amount concentration: https://goldbook.iupac.org/terms/view/A00295
- NIST – SI Units: https://www.nist.gov/pml/owm/metric-si/si-units
- Royal Society of Chemistry – Periodic Table: https://periodic-table.rsc.org/
- Chemistry LibreTexts – Molarity: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry
