Cách tính nồng độ mol
Cách tính nồng độ mol của dung dịch là lấy số mol chất tan chia cho thể tích dung dịch tính bằng lít. Công thức cơ bản là CM = n / V. Nồng độ mol cho biết trong 1 lít dung dịch có bao nhiêu mol chất tan.
Ví dụ, nếu có 0,5 mol NaCl trong 1 lít dung dịch, nồng độ mol của dung dịch là 0,5 M. Nếu có 0,2 mol NaOH trong 0,5 lít dung dịch, nồng độ mol là 0,4 M.
Để tính nồng độ mol chính xác, cần xác định đúng số mol chất tan và thể tích dung dịch. Nếu đề bài cho khối lượng chất tan, cần đổi sang số mol bằng khối lượng mol. Khi cần tra nguyên tử khối để tính khối lượng mol, có thể dùng bảng tuần hoàn hóa học.
Công thức tính nồng độ mol
Công thức tính nồng độ mol là:
CM = n / V
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị |
|---|---|---|
| CM | Nồng độ mol | mol/L hoặc M |
| n | Số mol chất tan | mol |
| V | Thể tích dung dịch | L |
Từ công thức này, có thể suy ra:
n = CM × V
V = n / CM
Điểm cần nhớ là V trong công thức là thể tích dung dịch, không phải thể tích dung môi, và phải tính bằng lít.
Các bước tính nồng độ mol
| Bước | Cách làm | Ví dụ |
|---|---|---|
| Bước 1 | Xác định chất tan | NaCl |
| Bước 2 | Tính số mol chất tan | n = 0,2 mol |
| Bước 3 | Đổi thể tích dung dịch sang lít | 500 mL = 0,5 L |
| Bước 4 | Áp dụng CM = n/V | CM = 0,2/0,5 = 0,4 M |
Nếu đề bài cho sẵn số mol và thể tích dung dịch, việc tính khá nhanh. Nếu đề cho khối lượng, cần thêm bước đổi khối lượng sang mol.
Tính nồng độ mol khi biết số mol và thể tích
Ví dụ 1
Có 0,3 mol KOH trong 600 mL dung dịch. Tính nồng độ mol của dung dịch.
Lời giải:
Đổi 600 mL = 0,6 L.
CM = n / V = 0,3 / 0,6 = 0,5 M.
Ví dụ 2
Có 0,1 mol HCl trong 250 mL dung dịch. Tính nồng độ mol.
Lời giải:
Đổi 250 mL = 0,25 L.
CM = 0,1 / 0,25 = 0,4 M.
Tính nồng độ mol khi biết khối lượng chất tan
Nếu đề cho khối lượng chất tan, cần tính số mol trước:
n = m / M
Sau đó tính nồng độ mol:
CM = n / V
Ví dụ 1
Hoà tan 5,85 gam NaCl vào nước thu được 500 mL dung dịch. Tính nồng độ mol, biết MNaCl = 58,5 g/mol.
Lời giải:
nNaCl = 5,85 / 58,5 = 0,1 mol.
Đổi 500 mL = 0,5 L.
CM = 0,1 / 0,5 = 0,2 M.
Ví dụ 2
Hoà tan 4 gam NaOH vào nước tạo thành 250 mL dung dịch. Tính nồng độ mol, biết MNaOH = 40 g/mol.
Lời giải:
nNaOH = 4 / 40 = 0,1 mol.
Đổi 250 mL = 0,25 L.
CM = 0,1 / 0,25 = 0,4 M.
Tính nồng độ mol sau pha loãng
Khi pha loãng dung dịch, số mol chất tan thường không đổi nếu không xảy ra phản ứng hoặc thất thoát chất tan. Công thức thường dùng là:
C1V1 = C2V2
Trong đó C1, V1 là nồng độ và thể tích ban đầu; C2, V2 là nồng độ và thể tích sau pha loãng.
Ví dụ
Pha loãng 100 mL dung dịch HCl 2 M thành 500 mL dung dịch. Tính nồng độ mol sau pha loãng.
Lời giải:
C1V1 = C2V2
2 × 100 = C2 × 500
C2 = 200 / 500 = 0,4 M.
Có thể dùng mL trong công thức pha loãng nếu V1 và V2 cùng đơn vị, vì đơn vị sẽ triệt tiêu.
Tính nồng độ mol trong phản ứng trung hoà
Trong phản ứng giữa acid và base, nồng độ mol thường được dùng để tính số mol mỗi chất. Sau đó dùng tỉ lệ phương trình để tìm chất vừa đủ hoặc chất còn dư.
Ví dụ
Trộn 100 mL dung dịch HCl 1 M với 100 mL dung dịch NaOH 1 M. Phản ứng:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Lời giải:
nHCl = 1 × 0,1 = 0,1 mol.
nNaOH = 1 × 0,1 = 0,1 mol.
Theo phương trình, HCl và NaOH phản ứng theo tỉ lệ 1:1, nên hai chất phản ứng vừa đủ.
Ví dụ này cho thấy nồng độ mol là công cụ quan trọng trong bài toán dung dịch.
Tính nồng độ mol sau khi trộn hai dung dịch cùng chất tan
Nếu trộn hai dung dịch cùng chất tan và không xảy ra phản ứng, tổng số mol chất tan bằng tổng số mol ban đầu, thể tích dung dịch sau trộn thường được tính bằng tổng thể tích nếu đề bài cho phép xem thể tích cộng gộp.
Ví dụ
Trộn 100 mL dung dịch NaCl 1 M với 200 mL dung dịch NaCl 0,5 M. Tính nồng độ mol dung dịch sau trộn.
Lời giải:
n1 = 1 × 0,1 = 0,1 mol.
n2 = 0,5 × 0,2 = 0,1 mol.
Tổng số mol NaCl = 0,2 mol.
Tổng thể tích = 0,1 + 0,2 = 0,3 L.
CM = 0,2 / 0,3 ≈ 0,667 M.
Nồng độ mol và nồng độ phần trăm
Nồng độ phần trăm và nồng độ mol là hai cách biểu diễn nồng độ khác nhau. Nồng độ mol dựa trên số mol chất tan trong 1 lít dung dịch, còn nồng độ phần trăm dựa trên khối lượng chất tan trong khối lượng dung dịch.
| Loại nồng độ | Công thức | Đơn vị |
|---|---|---|
| Nồng độ mol | CM = n/V | mol/L hoặc M |
| Nồng độ phần trăm | C% = mct/mdd × 100% | % |
Khi đổi qua lại giữa hai loại nồng độ, thường cần thêm khối lượng riêng của dung dịch hoặc dữ kiện về khối lượng dung dịch.
Những lỗi thường gặp khi tính nồng độ mol
Lỗi đầu tiên là quên đổi mL sang L. Trong công thức CM = n/V, V 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 môi với thể tích dung dịch. Nồng độ mol dùng thể tích dung dịch sau khi pha.
Lỗi thứ tư là dùng sai ký hiệu M. Trong nồng độ mol, M có thể được dùng như đơn vị mol/L; trong khối lượng mol, M lại là ký hiệu của khối lượng mol. Cần dựa vào ngữ cảnh.
Kết luận
Cách tính nồng độ mol dựa trên công thức CM = n/V. Muốn tính đúng, cần xác định số mol chất tan, đổi thể tích dung dịch sang lít và thay vào công thức. Nếu đề cho khối lượng chất tan, hãy tính số mol trước bằng n = m/M.
Nồng độ mol là kiến thức quan trọng trong bài toán dung dịch, phản ứng acid – base, phản ứng trao đổi và pha loãng dung dịch. Hãy luyện nhiều ví dụ để sử dụng công thức thành thạo.
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
