Bảng công thức tính số mol trong hoá học
Số mol là đại lượng trung tâm trong hầu hết bài toán hoá học. Khi giải bài tập, học sinh thường phải đổi dữ kiện ban đầu như khối lượng, thể tích khí, nồng độ dung dịch hoặc số hạt về số mol, sau đó dùng tỉ lệ phương trình hoá học để tính chất cần tìm.
Ví dụ, muốn tính số mol của 8 gam CuO, ta dùng công thức:
n = m / M = 8 / 80 = 0,1 mol
Bài này tổng hợp đầy đủ các công thức tính số mol thường gặp, cách chọn công thức đúng, ví dụ minh hoạ và lỗi cần tránh. Bạn nên đọc kèm số mol là gì, bảng công thức tính khối lượng mol, bảng quy đổi mol-gam-lít-số hạt, bảng phân tử khối thường gặp, phương trình hoá học và bảng tuần hoàn hóa học.
Bảng công thức tính số mol thường gặp
| Dữ kiện đề cho | Công thức tính số mol | Đơn vị cần chú ý | Áp dụng cho |
|---|---|---|---|
| Khối lượng m | n = m / M | m gam, M g/mol | Chất rắn, lỏng, khí đều dùng được nếu biết M |
| Thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn | n = V / 22,4 | V tính bằng lít | Chất khí khi đề dùng 22,4 L/mol |
| Nồng độ mol và thể tích dung dịch | n = CM × V | V tính bằng lít | Chất tan trong dung dịch |
| Số hạt N | n = N / NA | NA = 6,022×1023 | Nguyên tử, phân tử, ion |
| Thể tích khí bất kỳ nếu biết thể tích mol | n = V / Vm | V và Vm cùng đơn vị | Khí ở điều kiện đề bài quy định |
| Phương trình khí lý tưởng | n = PV / RT | P, V, R, T phải thống nhất | Bài nâng cao về chất khí |
Công thức tính số mol theo khối lượng
Công thức:
n = m / M
Trong đó:
- n là số mol, đơn vị mol.
- m là khối lượng chất, đơn vị gam.
- M là khối lượng mol, đơn vị g/mol.
Ví dụ: Tính số mol của 12 gam Mg. Biết MMg = 24 g/mol.
n = 12 / 24 = 0,5 mol
Ví dụ: Tính số mol của 22 gam CO2. Biết MCO2 = 44 g/mol.
n = 22 / 44 = 0,5 mol
Đây là công thức được dùng nhiều nhất trong các bài toán tính theo phương trình hoá học.
Công thức tính số mol khí theo thể tích
Nếu đề cho khí ở điều kiện tiêu chuẩn và quy ước thể tích mol khí là 22,4 L/mol, dùng:
n = V / 22,4
Ví dụ: Tính số mol của 6,72 L khí O2 ở đktc.
n = 6,72 / 22,4 = 0,3 mol
Ví dụ: Tính số mol của 11,2 L khí H2 ở đktc.
n = 11,2 / 22,4 = 0,5 mol
Lưu ý quan trọng: không dùng công thức n = V/22,4 cho chất lỏng, chất rắn hoặc khí ở điều kiện khác nếu đề không cho phép.
Công thức tính số mol trong dung dịch
Nếu biết nồng độ mol CM và thể tích dung dịch V, dùng:
n = CM × V
Trong đó V phải tính bằng lít.
Ví dụ: Tính số mol HCl trong 200 mL dung dịch HCl 0,5 M.
Đổi 200 mL = 0,2 L.
n = 0,5 × 0,2 = 0,1 mol
Ví dụ: Tính số mol NaOH trong 50 mL dung dịch NaOH 1 M.
50 mL = 0,05 L.
n = 1 × 0,05 = 0,05 mol
Lỗi thường gặp nhất ở dạng này là quên đổi mL sang L.
Công thức tính số mol từ số hạt
1 mol chất chứa NA = 6,022×1023 hạt. Vì vậy:
n = N / NA
Ví dụ: Một mẫu có 3,011×1023 phân tử CO2. Tính số mol.
n = 3,011×1023 / 6,022×1023 = 0,5 mol
Ví dụ: Có 1,2044×1024 nguyên tử Fe. Tính số mol Fe.
n = 1,2044×1024 / 6,022×1023 = 2 mol
Cần đọc kỹ đề để biết “hạt” là nguyên tử, phân tử hay ion.
Công thức tính số mol khí bằng phương trình khí lý tưởng
Ở mức nâng cao hơn, nếu đề cho áp suất, thể tích và nhiệt độ, có thể dùng phương trình khí lý tưởng:
PV = nRT
Suy ra:
n = PV / RT
Trong đó P là áp suất, V là thể tích, T là nhiệt độ tuyệt đối tính bằng Kelvin, R là hằng số khí phù hợp với đơn vị P và V.
Ví dụ dạng này thường xuất hiện ở chương trình nâng cao hoặc lớp 10 trở lên. Với lớp 8-9, học sinh chủ yếu dùng n = V/22,4 khi đề cho điều kiện tiêu chuẩn.
Cách chọn công thức tính số mol đúng
| Đề bài có dữ kiện | Công thức nên dùng | Lưu ý |
|---|---|---|
| Cho gam chất | n = m/M | Phải tính đúng M trước |
| Cho lít khí ở đktc | n = V/22,4 | V tính bằng lít |
| Cho CM và mL dung dịch | n = CMV | Đổi mL sang L |
| Cho số phân tử/nguyên tử | n = N/NA | Dùng NA = 6,022×1023 |
| Cho P, V, T của khí | n = PV/RT | Đơn vị phải thống nhất |
Số mol trong bài toán phương trình hoá học
Khi bài có phản ứng hoá học, số mol là cầu nối giữa dữ kiện đề bài và tỉ lệ phương trình.
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 thể tích.
VH2 = 0,1 × 22,4 = 2,24 L
Bảng ví dụ tính số mol nhanh
| Dữ kiện | Cách tính | Kết quả |
|---|---|---|
| 18 g H2O | 18/18 | 1 mol |
| 44 g CO2 | 44/44 | 1 mol |
| 5,6 g Fe | 5,6/56 | 0,1 mol |
| 4,48 L H2 ở đktc | 4,48/22,4 | 0,2 mol |
| 250 mL NaOH 1 M | 1×0,25 | 0,25 mol |
| 3,011×1023 phân tử | N/NA | 0,5 mol |
Bài tập luyện tập
Bài 1
Tính số mol của 20 gam CaCO3. Biết MCaCO3 = 100 g/mol.
Lời giải: n = 20/100 = 0,2 mol.
Bài 2
Tính số mol của 8,96 L khí CO2 ở đktc.
Lời giải: n = 8,96/22,4 = 0,4 mol.
Bài 3
Tính số mol H2SO4 trong 100 mL dung dịch H2SO4 0,5 M.
Lời giải: 100 mL = 0,1 L. n = 0,5×0,1 = 0,05 mol.
Bài 4
Một mẫu có 6,022×1023 phân tử H2O. Tính số mol nước.
Lời giải: n = N/NA = 1 mol.
Những lỗi thường gặp khi tính số mol
Lỗi đầu tiên là dùng sai công thức. Đề cho gam thì dùng n = m/M; đề cho thể tích khí thì dùng n = V/22,4; đề cho dung dịch thì dùng n = CMV.
Lỗi thứ hai là quên đổi đơn vị. Ví dụ 200 mL phải đổi thành 0,2 L khi dùng n = CMV.
Lỗi thứ ba là tính sai khối lượng mol M, đặc biệt với công thức có ngoặc như Ca(OH)2, Al2(SO4)3.
Lỗi thứ tư là dùng 22,4 L/mol cho mọi chất. Công thức này chỉ dùng cho khí trong điều kiện đề bài quy định.
Lỗi thứ năm là bỏ qua hệ số phương trình khi chuyển từ mol chất này sang mol chất khác.
Kết luận
Các công thức tính số mol quan trọng nhất gồm n = m/M, n = V/22,4, n = CMV và n = N/NA. Muốn chọn đúng công thức, hãy nhìn dữ kiện đề cho: gam, lít khí, nồng độ dung dịch hay số hạt. Trong bài có phản ứng, luôn đổi dữ kiện về mol trước, 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
- Royal Society of Chemistry – Mole calculations: https://edu.rsc.org/
- Chemistry LibreTexts – The Mole and Stoichiometry: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry
