Mol là một khái niệm cơ bản trong hóa học, giúp chúng ta định lượng các chất và thực hiện các phép tính hóa học một cách chính xác. Việc nắm vững Các Công Thức Tính Mol là vô cùng quan trọng để học tốt môn Hóa học. Bài viết này sẽ tổng hợp đầy đủ và chi tiết các công thức tính mol, kèm theo ví dụ minh họa và bài tập tự luyện để bạn có thể dễ dàng áp dụng.
1. Công Thức Tính Mol Khi Biết Khối Lượng
Công thức này được sử dụng khi bạn biết khối lượng của một chất và muốn tính số mol tương ứng.
n = m/M
Trong đó:
- n: Số mol (mol)
- m: Khối lượng chất (gam – g)
- M: Khối lượng mol của chất (gam/mol – g/mol)
Hình ảnh minh họa công thức tính số mol khi biết khối lượng chất, nhấn mạnh mối liên hệ giữa khối lượng, số mol và khối lượng mol.
2. Công Thức Tính Mol Khi Biết Thể Tích Chất Khí (Điều Kiện Tiêu Chuẩn)
Ở điều kiện tiêu chuẩn (ĐKTC), áp suất 1 atm và nhiệt độ 0°C (273.15K), một mol khí chiếm thể tích khoảng 22.4 lít. Tuy nhiên, theo IUPAC, điều kiện chuẩn (25°C, 1 bar) thì 1 mol khí chiếm 24,79 lít.
n = V/24.79 (ở điều kiện chuẩn 25°C, 1 bar)
n = V/22.4 (ở điều kiện tiêu chuẩn 0°C, 1 atm)
Trong đó:
- n: Số mol (mol)
- V: Thể tích chất khí (lít – L)
Lưu ý: Cần xác định rõ điều kiện bài toán cho là điều kiện tiêu chuẩn hay điều kiện chuẩn để áp dụng công thức phù hợp.
3. Công Thức Tính Mol Khi Biết Nồng Độ Mol (CM) và Thể Tích Dung Dịch
Công thức này được sử dụng khi bạn biết nồng độ mol của một dung dịch và thể tích của dung dịch đó.
n = CM * V
Trong đó:
- n: Số mol chất tan (mol)
- CM: Nồng độ mol của dung dịch (mol/L hoặc M)
- V: Thể tích dung dịch (lít – L)
Hình ảnh minh họa công thức tính mol từ nồng độ mol và thể tích, thể hiện rõ mối tương quan giữa các đại lượng.
4. Công Thức Tính Mol Khi Biết Nồng Độ Phần Trăm (C%) và Khối Lượng Dung Dịch
n = (C% mdd) / (100% Mct)
Trong đó:
- n: Số mol chất tan (mol)
- C%: Nồng độ phần trăm của dung dịch (%)
- mdd: Khối lượng dung dịch (gam – g)
- Mct: Khối lượng mol của chất tan (gam/mol – g/mol)
5. Công Thức Tính Mol Khi Biết Nồng Độ Phần Trăm, Thể Tích và Khối Lượng Riêng của Dung Dịch
n = (Vdd D C%) / (100% * M)
Trong đó:
- n: Số mol chất tan (mol)
- Vdd: Thể tích dung dịch (ml)
- D: Khối lượng riêng của dung dịch (g/ml)
- C%: Nồng độ phần trăm của dung dịch (%)
- M: Khối lượng mol của chất tan (g/mol)
6. Công Thức Tính Mol Khí Theo Phương Trình Trạng Thái Khí Lý Tưởng
Công thức này áp dụng cho trường hợp không ở điều kiện tiêu chuẩn, khi biết áp suất (P), thể tích (V) và nhiệt độ (T).
n = (P V) / (R T)
Trong đó:
- n: Số mol (mol)
- P: Áp suất (atm)
- V: Thể tích (L)
- R: Hằng số khí lý tưởng (0.0821 L.atm/mol.K)
- T: Nhiệt độ (Kelvin – K), (K = °C + 273.15)
Hình ảnh biểu diễn mối quan hệ giữa áp suất, thể tích, nhiệt độ và số mol khí, giúp dễ hình dung công thức PV=nRT.
7. Công Thức Tính Mol Theo Số Lượng Hạt (Nguyên tử, Phân tử, Ion)
n = N / NA
Trong đó:
- n: Số mol (mol)
- N: Số lượng hạt (nguyên tử, phân tử, ion)
- NA: Số Avogadro (6.022 x 10^23 hạt/mol)
Ví Dụ Minh Họa
Ví dụ 1: Tính số mol của 11.2 lít khí O2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
Giải:
Áp dụng công thức n = V/22.4
n = 11.2 / 22.4 = 0.5 mol
Ví dụ 2: Hòa tan 20 gam NaOH vào nước thu được 500 ml dung dịch. Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH. (Na = 23, O = 16, H = 1)
Giải:
- Tính số mol NaOH: n = m/M = 20 / (23 + 16 + 1) = 20 / 40 = 0.5 mol
- Đổi 500 ml = 0.5 lít
- Áp dụng công thức CM = n/V = 0.5 / 0.5 = 1M
Bài Tập Tự Luyện
- Tính số mol của 36 gam H2O.
- Tính thể tích của 2 mol khí CO2 ở điều kiện tiêu chuẩn.
- Hòa tan 10 gam CuSO4 vào nước để được 200 ml dung dịch. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4.
- Tính số mol NaCl có trong 100 gam dung dịch NaCl 10%.
- Tính số phân tử H2O có trong 9 gam nước.
Lời giải bài tập tự luyện
- 2 mol
- 44.8 lít
- 0.3125 M
- 0.171 mol
- 3.011 x 10^23 phân tử
Hy vọng với những công thức và ví dụ minh họa chi tiết trên, bạn sẽ nắm vững kiến thức về cách tính mol và áp dụng thành công vào giải các bài tập Hóa học. Chúc bạn học tốt!
