Bảng quy đổi mol, gam, lít và số hạt trong hoá học
Bảng quy đổi mol, gam, lít và số hạt giúp học sinh chuyển đổi nhanh giữa các đại lượng quan trọng nhất trong hoá học: số mol, khối lượng, thể tích khí và số nguyên tử/phân tử/ion. Đây là kỹ năng nền tảng để giải bài tập phương trình hoá học, nồng độ dung dịch, thể tích khí, khối lượng mol và số hạt vi mô.
Trục trung tâm của mọi phép đổi là số mol. Thông thường, bài toán sẽ yêu cầu đổi dữ kiện ban đầu về mol, dùng phương trình hoá học nếu cần, rồi đổi mol ra đại lượng đề hỏi.
Bài này liên quan trực tiếp đến số mol, khối lượng mol, thể tích mol chất khí, công thức tính số mol và phương trình hoá học. Khi cần tra khối lượng mol nguyên tử, hãy dùng bảng tuần hoàn hóa học.
Bảng quy đổi nhanh mol, gam, lít, số hạt
| Đổi từ | Sang | Công thức | Điều kiện/lưu ý |
|---|---|---|---|
| Gam | Mol | n = m / M | m gam, M g/mol |
| Mol | Gam | m = n × M | M là khối lượng mol |
| Lít khí | Mol | n = V / 22,4 | Dùng khi đề lấy Vm = 22,4 L/mol |
| Mol khí | Lít khí | V = n × 22,4 | Áp dụng cho khí ở điều kiện quy ước |
| Số hạt | Mol | n = N / NA | NA = 6,022×1023 |
| Mol | Số hạt | N = n × NA | Hạt có thể là nguyên tử, phân tử hoặc ion |
| Nồng độ mol và thể tích dung dịch | Mol | n = CM × V | V tính bằng lít |
Sơ đồ tư duy quy đổi qua mol
Có thể hình dung mọi phép đổi đều đi qua mol:
| Dữ kiện ban đầu | Đổi về mol | Đổi từ mol ra kết quả |
|---|---|---|
| Khối lượng m | n = m/M | m = nM, V = n×22,4, N = nNA |
| Thể tích khí V | n = V/22,4 | m = nM, N = nNA |
| Số hạt N | n = N/NA | m = nM, V = n×22,4 |
| Dung dịch CM, V | n = CMV | Dùng trong phương trình hoặc tính khối lượng |
Trong bài toán có phản ứng hoá học, không nên đổi trực tiếp từ gam chất A sang gam chất B bằng cảm tính. Hãy đổi chất A về mol, dùng tỉ lệ phương trình để tìm mol chất B, rồi đổi chất B ra gam hoặc lít.
Quy đổi giữa gam và mol
Công thức:
n = m / M
m = n × M
Ví dụ 1: Tính số mol của 18 gam H2O.
MH2O = 18 g/mol
n = 18 / 18 = 1 mol
Ví dụ 2: Tính khối lượng của 0,5 mol NaCl.
MNaCl = 58,5 g/mol
m = 0,5 × 58,5 = 29,25 gam
Quy đổi giữa lít khí và mol
Ở điều kiện tiêu chuẩn thường dùng trong bài phổ thông, nếu đề lấy Vm = 22,4 L/mol:
n = V / 22,4
V = n × 22,4
Ví dụ 1: Tính số mol của 11,2 L O2 ở đktc.
n = 11,2 / 22,4 = 0,5 mol
Ví dụ 2: Tính thể tích của 0,25 mol CO2 ở đktc.
V = 0,25 × 22,4 = 5,6 L
Lưu ý: 22,4 L/mol chỉ dùng khi đề bài quy định điều kiện tương ứng. Với điều kiện khác, cần dùng thể tích mol khác hoặc phương trình khí lý tưởng nếu chương trình yêu cầu.
Quy đổi giữa số hạt và mol
Công thức:
N = n × NA
n = N / NA
Trong đó NA = 6,022×1023 mol-1.
Ví dụ 1: 2 mol nguyên tử Fe có bao nhiêu nguyên tử Fe?
N = 2 × 6,022×1023 = 1,2044×1024 nguyên tử Fe
Ví dụ 2: Một mẫu có 3,011×1023 phân tử CO2. Tính số mol.
n = 3,011×1023 / 6,022×1023 = 0,5 mol
Quy đổi từ dung dịch sang mol
Với dung dịch có nồng độ mol CM và thể tích V:
n = CM × V
V phải tính bằng lít.
Ví dụ: Tính số mol HCl trong 300 mL dung dịch HCl 0,2 M.
300 mL = 0,3 L
n = 0,2 × 0,3 = 0,06 mol
Công thức này thường là bước đầu trong bài trung hoà acid-base, tạo kết tủa hoặc phản ứng trao đổi trong dung dịch.
Bảng ví dụ quy đổi nhanh
| Dữ kiện | Kết quả | Cách tính |
|---|---|---|
| 5,6 g Fe | 0,1 mol Fe | 5,6 / 56 |
| 9 g H2O | 0,5 mol H2O | 9 / 18 |
| 4,48 L H2 | 0,2 mol H2 | 4,48 / 22,4 |
| 0,1 mol CO2 | 4,4 g CO2 | 0,1 × 44 |
| 0,25 mol khí | 5,6 L khí ở đktc | 0,25 × 22,4 |
| 0,5 mol phân tử | 3,011×1023 phân tử | 0,5 × NA |
Quy đổi trong bài toán phương trình hoá học
Ví dụ: Cho 6,5 gam Zn tác dụng hết với HCl. Tính thể tích H2 ở đktc.
Bước 1: Viết phương trình.
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Bước 2: Đổi Zn về mol.
nZn = 6,5 / 65 = 0,1 mol
Bước 3: Dùng tỉ lệ phương trình.
1 mol Zn tạo 1 mol H2, nên nH2 = 0,1 mol.
Bước 4: Đổi mol khí ra lít.
VH2 = 0,1 × 22,4 = 2,24 L
Quy đổi trong bài toán kết tủa
Ví dụ: Cho 100 mL dung dịch BaCl2 0,5 M tác dụng với Na2SO4 dư. Tính khối lượng BaSO4 tạo thành. Lấy MBaSO4 = 233 g/mol.
Phương trình:
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl
nBaCl2 = 0,5 × 0,1 = 0,05 mol
Theo phương trình, nBaSO4 = 0,05 mol.
mBaSO4 = 0,05 × 233 = 11,65 gam
Cách chọn công thức đúng khi làm bài
| Đề cho | Công thức nên dùng trước | Sau đó thường làm gì? |
|---|---|---|
| Gam chất | n = m/M | Dùng phương trình hoặc đổi ra đại lượng khác |
| Lít khí | n = V/22,4 | Dùng tỉ lệ mol |
| Nồng độ mol và thể tích | n = CMV | Tính phản ứng dung dịch |
| Số hạt | n = N/NA | Đổi sang gam/lít nếu cần |
| Muốn tìm khối lượng | m = nM | Cần biết mol chất cần tìm |
| Muốn tìm thể tích khí | V = n×22,4 | Cần biết mol khí cần tìm |
Bài tập luyện quy đổi mol, gam, lít, số hạt
Bài 1
Tính số mol của 22 gam CO2.
Lời giải: MCO2 = 44 g/mol. n = 22 / 44 = 0,5 mol.
Bài 2
Tính khối lượng của 0,3 mol CaCO3.
Lời giải: MCaCO3 = 100 g/mol. m = 0,3 × 100 = 30 gam.
Bài 3
Tính số mol của 8,96 L khí O2 ở đktc.
Lời giải: n = 8,96 / 22,4 = 0,4 mol.
Bài 4
Tính số phân tử trong 0,2 mol H2O.
Lời giải: N = 0,2 × 6,022×1023 = 1,2044×1023 phân tử.
Bài 5
Tính số mol NaOH trong 250 mL dung dịch NaOH 1 M.
Lời giải: 250 mL = 0,25 L. n = 1 × 0,25 = 0,25 mol.
Những lỗi thường gặp khi quy đổi
Lỗi đầu tiên là quên đổi mL sang L khi dùng công thức n = CMV.
Lỗi thứ hai là dùng 22,4 L/mol cho chất lỏng hoặc chất rắn. Công thức này chỉ dùng cho khí ở điều kiện đề bài quy định.
Lỗi thứ ba là dùng sai khối lượng mol do tính sai công thức chất.
Lỗi thứ tư là nhầm số hạt N với số neutron N trong bài cấu tạo nguyên tử. Cần đọc ngữ cảnh.
Lỗi thứ năm là bỏ qua phương trình hoá học khi đổi từ chất này sang chất khác. Không thể lấy mol chất A bằng mol chất B nếu phương trình không cho tỉ lệ 1:1.
Kết luận
Bảng quy đổi mol, gam, lít và số hạt giúp học sinh giải nhanh nhiều dạng bài hoá học. Hãy nhớ: gam đổi sang mol dùng n = m/M; khí đổi sang mol dùng n = V/22,4; dung dịch đổi sang mol dùng n = CMV; số hạt đổi sang mol dùng n = N/NA. Trong bài có phản ứng, luôn đổi về mol, dùng tỉ lệ phương trình, rồi đổi ra đại lượng đề hỏi.
Tài liệu tham khảo
- IUPAC Gold Book – Mole: https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03980
- IUPAC Gold Book – Avogadro constant: https://goldbook.iupac.org/terms/view/A00543
- BIPM – The mole and SI units: https://www.bipm.org/en/measurement-units/si-base-units
- Chemistry LibreTexts – Mole conversions: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry
