Mol và tỉ khối chất khí SVIP

I. MOL

1. Khái niệm

Mol là lượng chất chứa 6,022.10²³ hạt (nguyên tử, phân tử hoặc ion) của chất đó.

- Đơn vị amu được quy ước từ 1/12 khối lượng nguyên tử carbon-12.

- 1 mol chứa 6,022.10²³ hạt vi mô (gọi là số Avogadro – N_A).

2. Khối lượng mol

Khối lượng mol là khối lượng (tính bằng gam) của 1 mol chất, tức là của 6,022.10²³ nguyên tử hoặc phân tử.

- Khối lượng mol (g/mol) bằng trị số với khối lượng nguyên tử hoặc phân tử (amu), chỉ khác đơn vị.

Ví dụ: Do nguyên tử oxygen có khối lượng nguyên tử là 16 amu nên khối lượng mol của oxygen là 16 g/mol.

Ví dụ: Phân tử nước (H₂O) gồm 2 nguyên tử hydrogen (M = 1) và 1 nguyên tử oxygen (M = 16) nên khối lượng phân tử của nước là 2.1 + 16 = 18 g/mol.

- Công thức tính khối lượng mol:

\(M=\dfrac{m}{n}\) (g/mol)​

Trong đó:

+ M là khối lượng mol (g/mol)

+ m là khối lượng chất (g)

+ n là số mol

Ví dụ: Tính khối lượng mol của nguyên tố magnesium (Mg), biết rằng 0,5 mol magnesium có khối lượng là 12 gam.

Áp dụng công thức khối lượng mol (M), ta có:

\(M=\frac{m}{n}\)

Thay số, ta có:

\(M=\frac{12}{0,5}=24\)

Vậy khối lượng mol của magnesium (Mg) là 24 g/mol.

3. Thể tích mol của chất khí

- Thể tích mol là thể tích 1 mol khí (tức 6,022×10²³ phân tử) chiếm được trong điều kiện xác định.

- Ở điều kiện chuẩn (25 ^oC, 1 bar), 1 mol khí bất kỳ chiếm 24,79 L, nên:

\(V=24,79.n\)

Các chất khí khác nhau nhưng ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất sẽ có thể tích mol bằng nhau.

Ví dụ: Tính thể tích của 0,25 mol khí oxygen (O₂) ở điều kiện chuẩn.

Áp dụng công thức về thể tích mol của chất khí:

\(V=24,79.n\)

Thay số, ta có:

\(V=24,79.0,25=6,1975\)

Vậy thể tích của 0,25 mol khí oxygen ở điều kiện chuẩn là 6,1975 L.

II. TỈ KHỐI CHẤT KHÍ

Để xác định khí A nặng hơn hay nhẹ hơn khí B bao nhiêu lần, ta dựa vào tỉ số giữa khối lượng mol:

\(d_{A/B}=\dfrac{M_A}{M_B}\)

Để biết khí A nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần, ta tính tỉ khối của khí A so với không khí:

\(D_{A / k k} = \frac{M_{A}}{29}\)

Ví dụ: Khí carbon dioxide (CO₂) nặng hơn hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần?

Bước 1: Tính khối lượng phân tử của CO₂.

Phân tử CO₂ gồm 1 nguyên tử carbon (C) và 2 nguyên tử oxygen (O).

\(M_{CO_2}=12+2.16=44\) g/mol

Bước 2: Tính tỉ khối của CO₂ so với không khí.

\(D_{CO_2/kk}=\frac{M_{CO_2}}{29}=\frac{44}{29}=1,52\)

Vậy, khí CO₂ nặng hơn không khí khoảng 1,52 lần.