21 June 2015

Bài giảng môn Hóa học 8 - Bài 18. Mol

1. Mol

      Mol của một chất là một lượng của chất đó mà trong đó có chứa số phần tử nhỏ nhất của chất đó, mà còn giữ được bản chất của chất đó, bằng với số nguyên tử 12C có chứa trong 12 gam 12C. Số nguyên tử 12Ccó chứa trong 12 gam 12C là 6,022.1023 (số Avogadro). Như vậy mol một chất là tập hợp gồm 6,022.1023 phần tử (đơn vị) nhỏ nhất của chất đó nhưng còn giữ được bản chất của chất đó.
      Thí dụ: 1 mol H gồm 6,022.1023 nguyên tử H
                  1 mol H2 gồm 6,022.1023 phân tử H2
                  1 mol H+ gồm 6,022.1023 ion H+
                  1 mol điện tử gồm 6,022.1023 điện tử (electron)
                  2 mol OH- gồm 2x6,022.1023 ion OH-
      Như vậy khái niệm mol giống như khái niệm chục hay tá trong sinh hoạt thường ngày. Một chục trứng gà là gồm 10 trứng gà. Một tá viết chì là gồm 12 cây viết chì. Tương tự, có thể nói, 1 mol trứng gà gồm 6,022.1023 cái trứng gà. Tổng quát 1 mol chất nào đó (phân tử, nguyên tử, ion,...) gồm 6,022.1023 đơn vị chất đó. 

2. Khối lượng mol nguyên tử (Nguyên tử gam)

      Khối lượng mol nguyên tử là khối lượng của một mol nguyên tử đó (khối lượng của 6,022.1023 nguyên tử). Trên nguyên tắc, khối lượng mol nguyên tử có thể tính bằng bất cứ đơn vị khối lượng nào, như đvC, gam, kg, tấn, ... Tuy nhiên trong thực tế, khối lượng mol nguyên tử hiểu là tính theo đơn vị gam. Vì lý do đó mà khối lượng mol nguyên tử còn được gọi là nguyên tử gam. Về hình thức, khối lượng mol nguyên tử (hay nguyên tử gam) là khối lượng được tính bằng đơn vị gam mà có số chỉ bằng với số chỉ khối lượng nguyên tử của nguyên tử đó. Về ý nghĩa, khối lượng mol nguyên tử là khối lượng tính bằng đơn vị gam của 1 mol nguyên tử hay của 6,022.1023 nguyên tử đó.
      Do 1 nguyên tử 12C có khối lượng 12 đvC, còn 12 gam là khối lượng của 1 mol 12C, nên khi thay đvC bằng gam thì hiểu là đã nhân lên 6,022.1023 lần. Do đó khối lượng của 1 nguyên tử H là 1 đvC còn khối lượng của 1 mol H là 1 gam => khối lượng tính bằng gam của 1 nguyên tử H bằng 1/(6,022.1023) gam => 1 đvC = 1/(6,022.1023) gam = 1,66.10-24gam.
      Thí dụ:  Nhôm (Al) có khối lượng nguyên tử là 27 đvC thì khối lượng mol nguyên tử của Al là 27 gam. Nghĩa là 1 mol Al hay  6,022.1023 nguyên tử Al có khối lượng 27 gam. Như vậy khối lượng của 1 nguyên tử Al tính theo đơn vị gam là 27/(6,022.1023) gam = 4,48356.10-23 gam

3. Khối lượng mol phân tử (Phân tử gam)

      Khối lượng mol phân tử là khối lượng của 1 mol phân tử (hay của 6,022.1023 phân tử). Tổng quát khối lượng mol phân tử có thể tính bằng bất cứ đơn vị khối lượng nào cũng được, nhưng trong thực tế người ta dùng đơn vị gam. Như vậy khối lượng mol phân tử là khối lượng của 1 mol phân tử được tính bằng đơn vị gam (nên khối lượng mol phân tử còn được gọi là phân tử gam). Do đó, về hình thức khối lượng mol phân tử là khối lượng tính bằng đơn vị gam của một lượng phân tử mà có số chỉ bằng số chỉ khối lượng phân tử của phân tử đó. Về ý nghĩa, đây là khối lượng tính bằng gam của 1 mol phân tử hay của 6,022.1023 phân tử. (Từ đơn vị cacbon chuyển thành đơn vị gam thì đã tăng 6,022.1023 lần, nên khi thế đvC bằng đơn vị gam thì đó là khối lượng của 1 mol phân tử).
      Thí dụ: H2O có khối lượng phân tử là 18 đvC => khối lượng mol phân tử của H2O là 18 gam. Tức 1 mol H2O (hay 6,022.1023 phân tử H2O) có khối lượng là 18 gam => khối lượng tính bằng gam của 1 phân tử H2O là 18/(6,022.1023) gam = 2,989.10-23 gam
      Trong quá trình dạy học tôi hỏi 1 phân tử nước có khối lượng bao nhiêu đơn vị cacbon thì đa số các bạn học sinh trả lời đúng là 18 đơn vị cacbon, còn tôi hỏi tiếp 1 phân tử nước có khối lượng bao nhiêu gam thì cũng có nhiều bạn học sinh trả lời là 18 gam. Trả lời như vậy là đã sai 6,022.1023 lần (sai cả tỉ tỉ tỉ...lần)
      Để tưởng tượng số Avogadro (6,022.1023) lớn như thế nào thì chúng ta làm thí nghiệm tưởng tượng như sau. Đem cân để lấy 18 gam nước, đây là khối lượng của 1 mol nước hay của 6,022.1023 phân tử nước (H2O). Lấy số phân tử H2O có trong 18 gam nước này đem rải đều khắp bề mặt trái đất (có diện tích khoảng năm trăm mười triệu cây số vuông, 510 000 000 km2 = 5,1.1018 cm2) thì bình quân mỗi cm2 bề mặt trái đất có chứa hơn một trăm ngàn phân tử H2O (6,022.1023 phân tử/5,1.1018 cm2 = 1,18.105 phân tử/cm2)

4. Khối lượng mol ion (Ion gam)

      Khối lượng mol ion là khối lượng của một mol ion hay của 6,022.1023 ion. Tương tự khối lượng mol nguyên tử, khối lượng mol phân tử, khối lượng mol ion được tính bằng đơn vị gam. Như vậy khối lượng mol ion (hay ion gam) là khối lượng tính bằng đơn vị gam của 1 mol ion (hay của 6,022.1023 ion). Về hình thức, khối lượng mol ion bằng khối lượng tính bằng gam của một lượng ion mà có số chỉ bằng số chỉ khối lượng ion của ion đó. Đây chính là khối lượng tính bằng gam của 1 mol ion hay của 6,022.1023 ion.

      Thí dụ: SO42- có khối lượng ion là 96 đvC => khối lượng mol ion của SO42- là 96 gam. Nghĩa là 1 mol ion SO42- (hay 6,022.1023 ion SO42-) có khối lượng là 96 gam => 1 ion SO42-có khối lượng tính bằng gam là 96/(6,022.1023) gam = 1,594.10-22 gam

5. Từ khối lượng tính số mol

      Sau khi biết được khối lượng mol nguyên tử, khối lượng mol phân tử, khối lượng mol ion (nghĩa là biết được 1 mol nguyên tử, 1 mol phân tử, 1 mol ion có khối lượng bằng bao nhiêu gam), thì từ khối lượng tính bằng gam của một lượng nguyên tử, phân tử hay ion nào đó, chúng ta tính được dễ dàng trong khối lượng đó có bao nhiêu mol nguyên tử (phân tử hoặc ion). Chúng ta lấy khối lượng tính bằng gam của nguyên tử (phân tử hoặc ion) đem chia cho khối lượng của 1 mol nguyên tử (phân tử hoặc ion) thì sẽ biết được số mol nguyên tử (phân tử hoặc ion).
nA = mA/MA
      nA: số mol A
      mA: khối lượng của A (tính bằng đơn vị gam)
      MA: khối lượng mol của A (nguyên tử gam hoặc phân tử gam hoặc ion gam, tùy theo A là nguyên tử hoặc phân tử hoặc ion)

      Cách tính số mol kiểu này cũng giống như cách làm bài toán chia ở lớp cấp 1: Một cuốn tập có giá 3 000 đồng, như vậy với 15 000 đồng thì mua được bao nhiêu cuốn tập?

15 000 đ/(3 000 đ/cuốn) = 5 cuốn.

      Thí dụ: Tính:
-         Số mol Fe có trong 28 gam Fe
-         Số mol CO2 có trong 11 gam CO2
-         Số mol NH4+ có trong 27 gam NH4+
                    (Cho biết: Fe = 56; C = 12; O = 16; N = 14)

      Khi đầu bài cho Fe = 56 thì hiểu là 1 nguyên tử Fe có khối lượng nhiều gấp 56 lần so với 1/12 khối lượng của 1 nguyên tử 12C nên không cần đơn vị (bao nhiêu lần nên không cần ghi). Nếu để đơn vị thì ghi là 56 đvC/nguyên tử (1 nguyên tử Fe có khối lượng 56 đvC) hay 56 gam/mol (1 mol Fe có khối lượng 56 gam). Chúng ta nên hiểu theo cách 56 gam/mol để cụ thể hóa và dễ tính toán tìm số mol hơn. Tương tự,  C = 12 => 1 mol C có khối lượng là 12 gam; O = 16 => 1 mol O có khối lượng 16 gam; N = 14 => 1 mol N có khối lượng 14 gam.

      nFe = 28g/(56g/mol) = 0,5 mol Fe    
      nCO2  = 11g/(44g/mol) = 0,25 mol CO2     
      nNH3  = 27g/(18g/mol) = 1,5 mol NH3


Bài giảng môn Hóa học 8 - Bài 18. Mol

No comments:

Post a Comment