Bảng công thức tính khối lượng mol
Khối lượng mol, ký hiệu M, là khối lượng của 1 mol chất. Đây là đại lượng trung tâm trong các bài toán hoá học vì giúp đổi qua lại giữa khối lượng m, số mol n, thể tích khí V, nồng độ dung dịch và số hạt. Nếu không tính đúng khối lượng mol, hầu hết bài toán định lượng sẽ sai từ bước đầu.
Ví dụ, phân tử khối của CO2 là 44, nên khối lượng mol của CO2 là 44 g/mol. Khi có 0,5 mol CO2, khối lượng là:
m = n × M = 0,5 × 44 = 22 gam
Bài này nên đọc kèm khối lượng mol là gì, số mol là gì, bảng nguyên tử khối, bảng phân tử khối, bảng quy đổi mol-gam-lít-số hạt và công thức tính số mol.
Bảng công thức liên quan đến khối lượng mol
| Đại lượng cần tính | Công thức | Đơn vị thường dùng | Khi nào dùng? |
|---|---|---|---|
| Khối lượng mol | M = m / n | g/mol | Biết khối lượng và số mol |
| Khối lượng | m = n × M | g | Biết số mol và khối lượng mol |
| Số mol | n = m / M | mol | Biết khối lượng và khối lượng mol |
| Khối lượng mol chất khí theo tỉ khối với H2 | M = 2 × dkhí/H2 | g/mol | Biết tỉ khối hơi so với H2 |
| Khối lượng mol chất khí theo tỉ khối với không khí | M ≈ 29 × dkhí/kk | g/mol | Biết tỉ khối so với không khí |
| Khối lượng mol từ công thức hoá học | M = tổng nguyên tử khối các nguyên tử | g/mol | Biết công thức chất |
Cách tính khối lượng mol từ công thức hoá học
Đây là cách dùng phổ biến nhất. Khối lượng mol của một chất bằng tổng khối lượng mol nguyên tử của tất cả nguyên tử trong công thức.
Ví dụ tính M của H2SO4:
M = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 g/mol
Ví dụ tính M của Ca(OH)2:
M = 40 + 2×(16 + 1) = 74 g/mol
Ví dụ tính M của Al2(SO4)3:
M = 2×27 + 3×(32 + 4×16) = 342 g/mol
Bảng khối lượng mol một số chất thường gặp
| Chất | Công thức | Khối lượng mol | Ứng dụng thường gặp |
|---|---|---|---|
| Nước | H2O | 18 g/mol | Bài toán hydrate, dung dịch |
| Oxi | O2 | 32 g/mol | Phản ứng cháy |
| Hidro | H2 | 2 g/mol | Điều chế khí, tỉ khối |
| Carbon dioxide | CO2 | 44 g/mol | Phản ứng carbonate, khí |
| Natri hydroxide | NaOH | 40 g/mol | Phản ứng trung hoà |
| Acid hydrochloric | HCl | 36,5 g/mol | Acid mạnh phổ biến |
| Acid sulfuric | H2SO4 | 98 g/mol | Bài toán acid-base |
| Canxi carbonate | CaCO3 | 100 g/mol | Đá vôi, phản ứng tạo CO2 |
| Bari sulfate | BaSO4 | 233 g/mol | Kết tủa nhận biết sulfate |
| Natri chloride | NaCl | 58,5 g/mol | Muối ăn, dung dịch |
Công thức M = m/n
Nếu đề cho khối lượng m và số mol n, có thể tính khối lượng mol:
M = m / n
Ví dụ: 0,25 mol chất X có khối lượng 11 gam. Tính khối lượng mol của X.
M = 11 / 0,25 = 44 g/mol
Nếu X là khí phổ biến và M = 44 g/mol, X có thể là CO2 trong nhiều bài tập cơ bản. Tuy nhiên, muốn kết luận chính xác cần thêm dữ kiện về thành phần hoặc tính chất hoá học.
Công thức m = nM
Khi biết số mol và khối lượng mol, tính khối lượng bằng:
m = n × M
Ví dụ: Tính khối lượng của 0,2 mol NaOH.
MNaOH = 40 g/mol
m = 0,2 × 40 = 8 gam
Công thức này thường dùng ở bước cuối của bài toán tính theo phương trình hoá học.
Công thức n = m/M
Khi biết khối lượng và khối lượng mol, tính số mol bằng:
n = m / M
Ví dụ: Tính số mol của 10 gam CaCO3.
MCaCO3 = 100 g/mol
n = 10 / 100 = 0,1 mol
Đây là công thức xuất hiện nhiều nhất khi giải bài toán hoá học định lượng.
Tính khối lượng mol chất khí từ tỉ khối
Nếu biết tỉ khối của khí A so với H2:
dA/H2 = MA / MH2 = MA / 2
Suy ra:
MA = 2 × dA/H2
Ví dụ: Khí A có tỉ khối so với H2 là 16. Tính MA.
MA = 2 × 16 = 32 g/mol
Khí có M = 32 g/mol có thể là O2, nếu phù hợp với dữ kiện bài.
Nếu biết tỉ khối so với không khí:
MA ≈ 29 × dA/kk
Ví dụ: Khí A có tỉ khối so với không khí là 1,52. Tính MA.
MA ≈ 29 × 1,52 ≈ 44 g/mol
Khối lượng mol trong bài toán phương trình hoá học
Quy trình thường gặp:
| Bước | Cách làm | Ví dụ Zn + HCl |
|---|---|---|
| 1 | Viết và cân bằng phương trình | Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 |
| 2 | Tính M của chất đã biết khối lượng | MZn = 65 g/mol |
| 3 | Đổi khối lượng sang mol | nZn = m/65 |
| 4 | Dùng tỉ lệ phương trình | nH2 = nZn |
| 5 | Đổi mol ra đại lượng đề hỏi | V = n×22,4 hoặc m = nM |
Ví dụ áp dụng tổng hợp
Ví dụ 1
Cho 6,5 gam Zn tác dụng hết với HCl. Tính thể tích H2 ở đktc.
Phương trình:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
MZn = 65 g/mol
nZn = 6,5 / 65 = 0,1 mol
Theo phương trình, nH2 = 0,1 mol.
VH2 = 0,1×22,4 = 2,24 L
Ví dụ 2
Tính khối lượng CaCO3 cần dùng để có 0,2 mol CaCO3.
MCaCO3 = 40 + 12 + 3×16 = 100 g/mol
m = nM = 0,2×100 = 20 gam
Bài tập luyện tập
Bài 1
Tính M của HNO3.
Lời giải: M = 1 + 14 + 3×16 = 63 g/mol.
Bài 2
Tính số mol của 9 gam H2O.
Lời giải: MH2O = 18 g/mol. n = 9/18 = 0,5 mol.
Bài 3
Tính khối lượng của 0,3 mol CO2.
Lời giải: MCO2 = 44 g/mol. m = 0,3×44 = 13,2 gam.
Bài 4
Một chất khí có tỉ khối so với H2 bằng 22. Tính khối lượng mol của khí đó.
Lời giải: M = 2×22 = 44 g/mol.
Những lỗi thường gặp khi tính khối lượng mol
Lỗi đầu tiên là tính sai phân tử khối vì quên chỉ số. Ví dụ CO2 phải là 44, không phải 28.
Lỗi thứ hai là quên ngoặc nhóm nguyên tử. Al2(SO4)3 có 3 nhóm SO4.
Lỗi thứ ba là nhầm M với m. M là khối lượng mol, đơn vị g/mol; m là khối lượng, đơn vị gam.
Lỗi thứ tư là dùng sai công thức đổi mol. Nếu cần tìm số mol từ khối lượng, phải dùng n = m/M, không dùng m = nM.
Lỗi thứ năm là lấy tỉ khối so với không khí nhưng quên nhân với 29. Nếu tỉ khối so với H2, nhân với 2; nếu so với không khí, nhân gần đúng với 29.
Kết luận
Khối lượng mol là đại lượng quan trọng để chuyển đổi giữa khối lượng và số mol. Các công thức cần nhớ gồm M = m/n, m = nM, n = m/M, M = 2dkhí/H2 và M ≈ 29dkhí/kk. Muốn tính đúng M từ công thức hoá học, hãy cộng đúng nguyên tử khối, nhân đúng chỉ số và chú ý các nhóm trong ngoặc. Khi giải bài toán hoá học, khối lượng mol thường là bước đầu để đổi dữ kiện về số mol.
Tài liệu tham khảo
- IUPAC Gold Book – Molar mass: https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03975
- IUPAC Gold Book – Mole: https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03980
- Royal Society of Chemistry – Mole calculations: https://edu.rsc.org/
- Chemistry LibreTexts – Molar Mass and Mole Calculations: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry
