Lý thuyết KHTN 8 ( Cánh diều 2024) Bài 4: Mol và tỉ khối của chất khí

I. Khái niệm mol

Mol là lượng chất có chứa 6,022 × 1023 hạt vi mô (nguyên tử, phân tử, …) của chất đó.

Số 6,022 × 1023 được gọi là hằng số Avogadro, kí hiệu là N.

Ví dụ:

1 mol nguyên tử copper (Cu) là lượng copper có 6,022 × 1023 nguyên tử Cu.

1 mol phân tử nước (H2O) là lượng nước có chứa 6,022 × 1023 phân tử H2O.

II. Khối lượng mol

Khối lượng mol (kí hiệu là M) của một chất là khối lượng tính bằng gam của N nguyên tử hoặc phân tử chất đó.

Đơn vị khối lượng mol là gam/mol.

Khối lượng mol nguyên tử hay phân tử của một chất có cùng trị số với khối lượng nguyên tử hay phân tử chất đó tính theo đơn vị amu.

Ví dụ:

+ Khối lượng nguyên tử oxygen là 16 amu, khối lượng mol nguyên tử của oxygen là 16 gam/mol.

+ Khối lượng phân tử nước là 18 amu, khối lượng mol phân tử của nước là 18 gam/mol.

III. Chuyển đổi giữa số mol chất và khối lượng

Nếu đặt n là số mol chất, M là khối lượng mol của chất và m là khối lượng chất, ta có công thức:

$n=\frac{m}{M}\left(mol\right)\Rightarrow m=n\times M\left(gam\right);M=\frac{m}{n}(gam/mol)$

Ví dụ:

Đốt cháy hoàn toàn 6 gam carbon trong khí oxygen. Tính số mol carbon đã bị đốt cháy, biết khối lượng mol của carbon là 12 gam/ mol.

Hướng dẫn giải:

Gọi số mol carbon cần tìm là n mol.

Ta có: 1 mol carbon nặng 12 gam, n mol carbon nặng 6 gam.

Vậy n = $\frac{6}{12}=0,5\left(mol\right)$

IV. Thể tích mol của chất khí

Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N phân tử của chất khí đó.

Các nhà khoa học đã xác định được: Một mol của bất kì chất khí nào cũng chứa những thể tích bằng nhau khi ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Như vậy, những chất khí khác nhau luôn có thể tích mol bằng nhau (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) dù khối lượng mol của chúng có thể không bằng nhau.

Thể tích mol của một số khí ở 25oC, 1 bar

V. Chuyển đổi giữa lượng chất và thể tích khí

Nếu đặt n là số mol chất khí, V là thể tích chất khí ở điều kiện chuẩn thì ta có biểu thức:

V = 24,79 × n (lít) ⇒ $n=\frac{V}{24,79}\left(mol\right)$

VI. Tỉ khối của chất khí

- Để so sánh khí A nặng hay nhẹ hơn khí B, người ta so sánh khối lượng của cùng một thể tích khí A và khí B trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.

Tỉ khối của khí A so với khí B là tỉ số giữa khối lượng mol của khí A và khối lượng mol của khí B.

Tỉ khối của khí A so với khí B được kí hiệu là dA/B và được tính bằng biểu thức:$d_{A/B}=\frac{M_A}{M_B}$

Tỉ khối của khí A so với khí B cho biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B bao nhiêu lần.

- Để biết khí X nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần, ta so sánh khối lượng mol của khí X (MX) với khối lượng của 1 mol không khí.

Khối lượng mol trung bình của không khí xấp xỉ 29 gam/mol.

DX/ không khí = $\frac{M_X}{29}$