Cách tính số mol
Cách tính số mol phụ thuộc vào dữ kiện đề bài cho. Nếu biết khối lượng chất, dùng n = m/M. Nếu biết thể tích khí, dùng n = V/Vm. Nếu biết số hạt, dùng n = N/NA. Nếu biết nồng độ mol và thể tích dung dịch, dùng n = CMV.
Số mol là đại lượng trung gian rất quan trọng trong bài toán hoá học. Sau khi đổi dữ kiện về mol, ta có thể dùng phương trình hoá học để tính khối lượng, thể tích khí, lượng chất dư, lượng sản phẩm hoặc nồng độ dung dịch.
Để tính số mol tốt, bạn cần nắm kiến thức về mol, khối lượng mol, thể tích mol chất khí, số Avogadro và nồng độ mol. Khi cần tính khối lượng mol, có thể tra nguyên tử khối từ bảng tuần hoàn hóa học.
Bước 1: Xác định đề bài cho dữ kiện gì
Trước khi tính số mol, hãy xác định đề bài đang cho khối lượng, thể tích khí, số hạt hay nồng độ dung dịch. Mỗi loại dữ kiện tương ứng với một công thức khác nhau.
| Dữ kiện đề bài | Dấu hiệu nhận biết | Công thức tính số mol |
|---|---|---|
| Khối lượng | Đề cho gam, kg, mg | n = m / M |
| Thể tích khí | Đề cho lít khí ở điều kiện xác định | n = V / Vm |
| Số hạt | Đề cho số nguyên tử, phân tử, ion | n = N / NA |
| Dung dịch | Đề cho CM và thể tích dung dịch | n = CM × V |
Đây là bước rất quan trọng. Nếu chọn sai công thức, toàn bộ bài toán phía sau sẽ sai.
Cách tính số mol từ khối lượng
Khi biết khối lượng chất, dùng công thức:
n = m / M
Trong đó m là khối lượng chất tính bằng gam, M là khối lượng mol tính bằng g/mol.
Ví dụ 1
Tính số mol của 5,4 gam Al, biết Al = 27.
Lời giải:
MAl = 27 g/mol
n = 5,4 / 27 = 0,2 mol
Ví dụ 2
Tính số mol của 9 gam H2O, biết MH2O = 18 g/mol.
Lời giải:
n = 9 / 18 = 0,5 mol
Dạng này xuất hiện rất nhiều trong bài toán tính theo phương trình hoá học.
Cách tính số mol từ thể tích khí
Khi biết thể tích khí ở điều kiện xác định, dùng công thức:
n = V / Vm
Trong đó V là thể tích khí, Vm là thể tích mol chất khí ở điều kiện đề bài cho.
Ví dụ 1
Tính số mol của 11,2 lít khí H2, biết Vm = 22,4 L/mol.
Lời giải:
n = 11,2 / 22,4 = 0,5 mol
Ví dụ 2
Tính số mol của 2,24 lít khí CO2, biết Vm = 22,4 L/mol.
Lời giải:
n = 2,24 / 22,4 = 0,1 mol
Lưu ý: chỉ dùng giá trị Vm theo đúng điều kiện đề bài quy định.
Cách tính số mol từ số hạt
Khi biết số nguyên tử, phân tử hoặc ion, dùng công thức:
n = N / NA
Trong đó N là số hạt, NA là số Avogadro, xấp xỉ 6,022 × 1023 mol-1.
Ví dụ 1
Tính số mol của 6,022 × 1023 phân tử H2O.
Lời giải:
n = 6,022 × 1023 / 6,022 × 1023 = 1 mol
Ví dụ 2
Tính số mol của 3,011 × 1023 phân tử O2.
Lời giải:
n = 3,011 × 1023 / 6,022 × 1023 = 0,5 mol
Khi đề hỏi số nguyên tử trong phân tử nhiều nguyên tử, cần phân biệt số phân tử và số nguyên tử. Ví dụ, 1 mol O2 có 1 mol phân tử O2 nhưng có 2 mol nguyên tử O.
Cách tính số mol trong dung dịch
Khi biết nồng độ mol và thể tích dung dịch, dùng công thức:
n = CM × V
Trong đó CM là nồng độ mol, V là thể tích dung dịch tính bằng lít.
Ví dụ 1
Tính số mol NaOH trong 250 mL dung dịch NaOH 0,2 M.
Lời giải:
Đổi 250 mL = 0,25 L.
n = 0,2 × 0,25 = 0,05 mol.
Ví dụ 2
Tính số mol HCl trong 100 mL dung dịch HCl 1,5 M.
Lời giải:
Đổi 100 mL = 0,1 L.
n = 1,5 × 0,1 = 0,15 mol.
Lỗi phổ biến nhất của dạng này là quên đổi mL sang lít.
Cách tính số mol trong bài toán phản ứng
Trong bài toán phản ứng hoá học, tính số mol thường là bước đầu tiên. Sau đó, cần dùng tỉ lệ mol từ phương trình đã cân bằng.
Ví dụ, cho 6,5 gam Zn phản ứng với HCl theo phương trình:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Biết Zn = 65. Tính số mol H2 tạo thành.
Lời giải:
nZn = 6,5 / 65 = 0,1 mol.
Theo phương trình, nZn : nH2 = 1 : 1.
Vậy nH2 = 0,1 mol.
Nếu cần tính thể tích H2 khi Vm = 22,4 L/mol, ta tính V = 0,1 × 22,4 = 2,24 L.
Cách tính số mol chất dư và chất hết
Trong phản ứng có hai chất tham gia, đôi khi một chất dư và một chất phản ứng hết. Khi đó, cần tính số mol từng chất rồi so sánh theo tỉ lệ phương trình.
Ví dụ:
2H2 + O2 → 2H2O
Giả sử có 2 mol H2 và 2 mol O2. Theo phương trình, 2 mol H2 chỉ cần 1 mol O2. Vậy H2 hết, O2 dư 1 mol.
Muốn làm dạng này tốt, cần viết phương trình cân bằng và so sánh đúng tỉ lệ mol.
Bảng tóm tắt cách tính số mol
| Dạng bài | Công thức | Điều cần nhớ |
|---|---|---|
| Biết khối lượng | n = m / M | m tính bằng gam |
| Biết thể tích khí | n = V / Vm | Dùng đúng điều kiện khí |
| Biết số hạt | n = N / NA | Xác định đúng loại hạt |
| Biết dung dịch | n = CM × V | V tính bằng lít |
Bài tập tự luyện có lời giải
Bài 1
Tính số mol của 16 gam CuO, biết Cu = 64, O = 16.
Lời giải: MCuO = 64 + 16 = 80 g/mol. n = 16 / 80 = 0,2 mol.
Bài 2
Tính số mol của 5,6 lít khí N2, biết Vm = 22,4 L/mol.
Lời giải: n = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol.
Bài 3
Tính số mol KOH trong 500 mL dung dịch KOH 0,1 M.
Lời giải: Đổi 500 mL = 0,5 L. n = 0,1 × 0,5 = 0,05 mol.
Bài 4
Tính số mol của 1,2044 × 1024 phân tử CO2.
Lời giải: n = 1,2044 × 1024 / 6,022 × 1023 = 2 mol.
Những lỗi thường gặp khi tính số mol
Lỗi đầu tiên là không đổi đơn vị. Thể tích dung dịch phải đổi sang lít; khối lượng cần thống nhất với đơn vị g/mol.
Lỗi thứ hai là tính sai khối lượng mol. Ví dụ, khí Cl2 có M = 71 g/mol nếu Cl = 35,5, không phải 35,5 g/mol.
Lỗi thứ ba là dùng thể tích mol khí cho dung dịch. Công thức n = V/Vm chỉ dùng cho chất khí ở điều kiện xác định, không dùng cho thể tích dung dịch.
Lỗi thứ tư là quên tỉ lệ phương trình. Sau khi tính số mol một chất, không thể tự suy ra số mol chất khác bằng nhau nếu phương trình có hệ số khác nhau.
Kết luận
Cách tính số mol phụ thuộc vào dữ kiện đề bài: từ khối lượng dùng n = m/M, từ thể tích khí dùng n = V/Vm, từ số hạt dùng n = N/NA, từ dung dịch dùng n = CMV. Đây là các công thức nền tảng trong hoá học định lượng.
Muốn làm bài chính xác, hãy đọc kỹ dữ kiện, chọn đúng công thức, đổi đơn vị, tính số mol rồi mới dùng tỉ lệ phương trình hoá học để tìm kết quả cuối cùng.
Tài liệu tham khảo
- IUPAC Gold Book – Amount of substance: https://goldbook.iupac.org/terms/view/A00297
- IUPAC Gold Book – Molar mass: https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03980
- NIST – SI Units: https://www.nist.gov/pml/owm/metric-si/si-units
- Chemistry LibreTexts – Stoichiometry and the Mole: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry
