Phương pháp và công thức tính nồng độ mol của dung dịch rất thú vị

1. Khái niệm nồng độ mol là gì?

Nồng độ mol (ký hiệu là C_M) là một khái niệm trong hóa học, dùng để chỉ số mol của một chất trong một đơn vị thể tích dung dịch hoặc không gian cụ thể. Nó cho biết số mol của chất đó có trong một đơn vị thể tích hoặc không gian.

Công thức tính nồng độ mol (C_M) như sau:

CM = số mol của chất (n) chia cho thể tích dung dịch (V)

Cụ thể là:

CM là nồng độ mol (đơn vị: mol/lít).

n là số mol của chất cụ thể.

V là thể tích của dung dịch (đơn vị: lít).

Nồng độ mol giúp xác định lượng chất hóa học trong các phản ứng hóa học, cho phép các nhà khoa học biết cần bao nhiêu chất để thực hiện một phản ứng nhất định. Nó cũng được sử dụng để chuẩn bị dung dịch chuẩn và kiểm tra chất lượng trong phân tích hóa học.

Ví dụ: Nếu bạn có một dung dịch với nồng độ mol là 0.5 M (0.5 mol/lít) của một chất A, điều đó có nghĩa là trong mỗi lít dung dịch, có 0.5 mol của chất A.

2. Công thức và phương pháp tính nồng độ mol của dung dịch

Để tính nồng độ mol (hay còn gọi là nồng độ molar) của một dung dịch, bạn cần biết số mol của chất hóa học trong dung dịch và thể tích của dung dịch đó. Dưới đây là công thức và phương pháp tính nồng độ mol của dung dịch:

Công thức:

- Phương pháp tính số mol dựa trên thể tích:

n = V / 22.4

Cụ thể là:

n là số mol của chất khí ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), với đơn vị tính là mol.

V: thể tích của chất khí ở đktc (tính bằng lít).

- Tính số mol từ khối lượng:

n = m / M

Cụ thể là:

n là số mol, đơn vị tính là mol.

m là khối lượng tính bằng gam.

M là khối lượng mol của chất, đo bằng g/mol.

Phương pháp tính:

Tính số mol của chất hóa học (n):

Số mol của chất hóa học có thể được xác định dựa trên khối lượng hoặc thể tích, tùy thuộc vào dữ liệu có sẵn.

Nếu bạn biết khối lượng chất hóa học (m) trong dung dịch và khối lượng mol của nó (M), bạn có thể tính số mol bằng công thức: n = m / M.

Nếu bạn biết thể tích khí (V) ở điều kiện tiêu chuẩn (22.4 lít/mol), bạn có thể tính số mol bằng công thức: n = V / 22.4 (áp dụng cho khí).

Tính nồng độ mol (M):

Sau khi tính toán số mol (n), bạn chỉ cần chia số mol đó cho thể tích dung dịch (V) để xác định nồng độ mol.

Kết quả sẽ được tính bằng đơn vị mol/lít (M).

Ví dụ: Nếu bạn có dung dịch NaOH với khối lượng 40 gram và biết khối lượng mol của NaOH là 40 g/mol, để tính nồng độ mol của dung dịch NaOH, bạn cần thực hiện các bước sau:

Tính số mol NaOH: n = m / M = 40 g / 40 g/mol = 1 mol

Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH: M = n / V

Các phương pháp tính khác

Cách giải bài tập:

- Bước 1: Tính số mol của chất tan dựa trên thông tin trong đề bài

- Bước 2: Tính thể tích dung dịch (nếu đề bài yêu cầu pha trộn hai dung dịch)

Lưu ý chuyển đổi đơn vị đo (lít) khi cần thiết

- Bước 3: Tính nồng độ mol của dung dịch theo công thức: C_M = n / V

3. Bài tập ứng dụng tính nồng độ mol

Bài 1: Trong 500 ml dung dịch chứa 24 gram chất K2SO4. Tính nồng độ mol của dung dịch.

Giải pháp:

Chuyển đổi 500 ml = 0,5 lít. nK2SO4 = 24 g / (174,26 g/mol + 32,07 g/mol * 4) = 0,1 mol

Áp dụng công thức tính CM, ta có: Cdd = n / V = 0,1 mol / 0,5 l = 0,2 M

Bài 2: Tính nồng độ mol của 0,75 mol HNO3 trong 250 ml dung dịch.

Giải pháp:

CM = n / V = 0,75 mol / 0,25 l = 3 M

Bài 3: Xác định nồng độ mol của dung dịch chứa 0,25 mol K2CO3 trong 750 ml dung dịch.

Giải pháp:

CM = n / V = 0,25 mol / 0,75 l = 0,333 M

Bài 4: Tính nồng độ mol của dung dịch khi hòa tan 10,0 g Ba(OH)2 trong 200 ml dung dịch.

Giải pháp:

nBa(OH)2 = 10 g / (137,33 g/mol + 2 * 16,00 g/mol) = 0,05 mol. Nồng độ mol: CM = n / V = 0,05 mol / 0,2 l = 0,25 M

Bài 5: Khi cho 8,0 g natri phản ứng với 250 ml dung dịch axit sulfuric (H2SO4), tính:

a) Thể tích khí H2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn. b) Nồng độ mol của dung dịch H2SO4 đã dùng

Giải pháp:

a) Số mol natri: nNa = 8 g / (23,00 g/mol) = 0,3478 mol. Số mol H2 tạo thành: 2 x nNa = 0,6956 mol. Thể tích H2 ở điều kiện tiêu chuẩn: 0,6956 x 22,4 = 15,62 lít

b) Số mol H2SO4 = 0,6956 mol (vì mỗi mol Na tạo ra một mol H2). Nồng độ mol: CM = n / V = 0,6956 mol / 0,25 l = 2,7824 M

Bài 6: Trong 750 ml dung dịch chứa 45 gam NH4Cl, tính nồng độ mol của dung dịch.

Giải pháp:

Chuyển đổi 750 ml = 0,75 lít. Số mol NH4Cl: nNH4Cl = 45 g / 53,5 g/mol = 0,84 mol

Áp dụng công thức tính nồng độ mol, ta có: Cdd = n/V = 0,84 mol / 0,75 l = 1,12 M

Bài 7: Tính nồng độ mol của dung dịch chứa 0,25 mol H2SO4 trong 2,5 lít dung dịch.

Giải:

Nồng độ mol: CM = 0,25 mol / 2,5 l = 0,1 M

Bài 8: Tính nồng độ mol của dung dịch khi hòa tan 10,6 g K2Cr2O7 trong 500 ml nước.

Giải:

Số mol K2Cr2O7 là: nK2Cr2O7 = 10,6 g / 294,19 g/mol = 0,036 mol

Do đó, nồng độ mol của dung dịch là: Cdd = 0,036 mol / 0,5 l = 0,072 M

Bài 9: Trong phản ứng hóa học, 2 mol Al phản ứng với 3 mol CuSO4. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 khi phản ứng với 0,3 mol Al.

Giải:

Theo phản ứng hóa học, 2 mol Al phản ứng với 3 mol CuSO4. Do đó, khi 0.3 mol Al phản ứng hết, lượng CuSO4 tiêu tốn là 0.3 x (3/2) = 0.45 mol.

Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 được tính như sau: Cdd = 0.45 mol / thể tích dung dịch

Bài 10: Tính số mol NaOH có trong 1 lít dung dịch với nồng độ 2 M.

Lời giải:

Nồng độ mol (Cdd) = 2 M (mol/lít). Thể tích dung dịch (V) = 1 lít, do đó số mol NaOH là 2 mol.

Số mol NaOH có trong dung dịch là: Cdd x V = 2 mol/lít x 1 lít = 2 mol

Bài 11: Tính nồng độ mol của dung dịch khi hòa tan 45 gam H2SO4 trong 750 ml dung dịch.

Lời giải:

750 ml tương đương với 0,75 lít

Khối lượng mol của H2SO4 là 98 g/mol.

Số mol H2SO4 có trong dung dịch là: nH2SO4 = 45 g / 98 g/mol = 0,459 mol

Nồng độ mol của dung dịch được tính như sau: Cdd = nH2SO4 / V = 0,459 mol / 0,75 l = 0,612 M

Bài 12: Tính nồng độ mol của dung dịch khi có 0,8 mol NaOH trong 500 ml dung dịch.

Lời giải:

Công thức tính nồng độ mol là: Cdd = n / V

Trong trường hợp này, số mol là 0,8 mol và thể tích là 0,5 lít (500 ml chuyển thành lít).

Nồng độ mol của dung dịch được tính như sau: Cdd = 0,8 mol / 0,5 l = 1,6 M

Bài 13: Tính nồng độ mol của dung dịch khi có 1,2 mol NH3 trong 800 ml dung dịch.

Lời giải:

Sử dụng công thức tính nồng độ mol: Cdd = n / V

Trong trường hợp này, số mol là 1,2 mol và thể tích là 0,8 lít (800 ml chuyển thành lít).

Nồng độ mol của dung dịch được tính như sau: Cdd = 1,2 mol / 0,8 l = 1,5 M

Bài 14: Tính nồng độ mol của dung dịch khi hòa tan 25,6 g Na2CO3 trong 1,5 lít nước.

Lời giải:

Khối lượng mol của Na2CO3 là 106 g/mol.

Số mol của Na2CO3 được tính là: nNa2CO3 = 25,6 g / 106 g/mol = 0,242 mol

Nồng độ mol của dung dịch tính được là: Cdd = 0,242 mol / 1,5 l = 0,161 M

Bài 15: 3,2 gam kẽm phản ứng hoàn toàn với 200 ml dung dịch H2SO4. Tính:

a) Thể tích khí H2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn b) Nồng độ mol của dung dịch H2SO4 đã dùng

Lời giải:

Theo phản ứng: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Số mol của Zn tính được là: nZn = 3,2 g / 65,38 g/mol = 0,049 mol

Vì tỷ lệ phản ứng giữa Zn và H2SO4 là 1:1, số mol của H2SO4 cũng là 0,049 mol.

a) Thể tích H2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn: VH2 = nH2 x 22,4 lít/mol = 0,049 mol x 22,4 lít/mol = 1,0976 lít

b) Nồng độ mol của dung dịch H2SO4: CddH2SO4 = nH2SO4 / V = 0,049 mol / 0,2 l = 0,245 M

Bạn có thể tham khảo thêm bài viết sau: 17 bộ đề thi học kì 1 môn Hóa học lớp 10 mới nhất