Mol là gì? Công thức tính số Mol

Công thức tính số mol của một lượng chất hóa học là:

Số mol = khối lượng chất hóa học / khối lượng mol của chất hóa học

Trong đó, khối lượng chất hóa học được đo bằng đơn vị đồng vị kilogram (kg) hoặc gram (g), và khối lượng mol của chất hóa học được đo bằng đơn vị gram/một mol (g/mol).

Ví dụ, để tính số mol của 18 gram nước (H2O), ta cần biết khối lượng mol của nước là 18 g/mol. Áp dụng công thức trên, ta có:

Số mol = 18 g / 18 g/mol = 1 mol

Do đó, 18 gram nước chứa 1 mol của nước.

Lưu ý rằng công thức trên chỉ áp dụng cho các chất hóa học đơn giản và không phải là chất hỗn hợp. Nếu chất hóa học là một hỗn hợp, ta phải biết phần trăm hoặc khối lượng riêng của từng thành phần trong hỗn hợp để tính được số mol của chúng.

Công thức để tính số mol của một chất hóa học ở điều kiện chuẩn (STP – Standard Temperature and Pressure) là:

Số mol = Thể tích khí (ở điều kiện chuẩn) / Thể tích molar của khí

Trong đó, thể tích khí được đo bằng đơn vị lít (L) và thể tích molar của khí ở điều kiện chuẩn là 22,4 L/mol.

Ở điều kiện chuẩn, nhiệt độ là 0 °C (273,15 K) và áp suất là 1 atm (101,325 kPa).

Ví dụ, để tính số mol của 5 L khí hidro (H2) ở điều kiện chuẩn, ta có thể sử dụng công thức trên và thay các giá trị:

Số mol = 5 L / 22,4 L/mol = 0,2232 mol

Do đó, 5 L khí hidro ở điều kiện chuẩn chứa khoảng 0,2232 mol của khí đó.

Ngoài ra, nếu ta biết khối lượng của một chất hóa học và muốn tính số mol của nó ở điều kiện chuẩn, ta cần biết khối lượng mol của chất hóa học đó và áp dụng công thức sau:

Số mol = Khối lượng chất hóa học / Khối lượng mol của chất hóa học x Thể tích molar ở điều kiện chuẩn

Ví dụ, nếu ta có 10 g khí nitơ (N2) ở điều kiện chuẩn, ta có thể tính số mol của nó như sau. Trước tiên, ta cần tìm khối lượng mol của khí nitơ, được biết là 28 g/mol. Áp dụng công thức trên, ta có:

Số mol = 10 g / 28 g/mol x 22,4 L/mol = 7,143 L

Do đó, 10 g khí nitơ ở điều kiện chuẩn chứa khoảng 7,143 L của khí đó.

Lưu ý rằng các công thức trên chỉ áp dụng trong trường hợp chất hóa học ở điều kiện chuẩn, và không áp dụng cho các trường hợp khác. Nếu chất hóa học ở điều kiện khác, ta phải sử dụng các công thức khác phù hợp với điều kiện đó.

Công thức để tính nồng độ mol (hay còn gọi là nồng độ molar) của một dung dịch là:

Nồng độ mol = Số mol chất hóa học / Thể tích dung dịch

Trong đó, số mol chất hóa học là lượng chất hóa học có mặt trong dung dịch, được tính bằng công thức:

Số mol chất hóa học = Khối lượng chất hóa học / Khối lượng mol của chất hóa học

Thể tích dung dịch được đo bằng đơn vị lít (L) hoặc mililit (mL).

Ví dụ, để tính nồng độ mol của dung dịch HCl có thể loãng với thể tích là 500 mL và khối lượng chất hóa học là 36,5 g, ta sử dụng các công thức trên và thay các giá trị vào công thức:

Số mol HCl = 36,5 g / 36,5 g/mol = 1 mol

Nồng độ mol HCl = 1 mol / 0,5 L = 2 mol/L

Do đó, nồng độ mol của dung dịch HCl là 2 mol/L.

Lưu ý rằng nồng độ mol là một đại lượng quan trọng trong hóa học, được sử dụng để mô tả lượng chất hóa học có mặt trong dung dịch. Nó thường được sử dụng trong các phép tính hóa học, như tính toán khối lượng của một dung dịch hay lượng chất cần thiết để phản ứng với một dung dịch khác.

Trong hóa học, M (viết tắt của từ Molarity) là một chỉ số đo lường nồng độ của một dung dịch, được tính bằng số mol của chất hóa học có mặt trong dung dịch chia cho thể tích của dung dịch đó.

Công thức để tính M là:

M = Số mol chất hóa học / Thể tích dung dịch

Trong đó, số mol chất hóa học được tính bằng cách chia khối lượng chất hóa học cho khối lượng mol của chất đó, và thể tích dung dịch được đo bằng đơn vị lít (L) hoặc mililit (mL).

Ví dụ, để tính M của dung dịch NaOH có thể loãng với thể tích là 2 L và chứa 10 g NaOH, ta sử dụng các công thức trên và thay các giá trị vào công thức:

Số mol NaOH = 10 g / 40 g/mol = 0,25 mol

M = 0,25 mol / 2 L = 0,125 M

Do đó, nồng độ mol (M) của dung dịch NaOH là 0,125 M.

Lưu ý rằng nồng độ mol là một đại lượng quan trọng trong hóa học, được sử dụng để mô tả lượng chất hóa học có mặt trong dung dịch và trong các phản ứng hóa học.

Số mol dư là số mol của chất hóa học còn lại sau khi phản ứng hóa học hoàn tất. Để tính số mol dư, ta cần biết số mol của chất hóa học ban đầu và số mol của chất hóa học đã phản ứng trong phản ứng hóa học.

Đầu tiên, ta cần xác định phương trình phản ứng hóa học và sử dụng nó để tính số mol chất hóa học đã phản ứng. Sau đó, ta so sánh số mol của chất hóa học đã phản ứng với số mol của chất hóa học ban đầu. Nếu số mol chất hóa học đã phản ứng lớn hơn số mol ban đầu, thì không còn số mol dư. Nếu số mol đã phản ứng nhỏ hơn số mol ban đầu, thì ta sử dụng công thức sau để tính số mol dư:

Số mol dư = Số mol ban đầu – Số mol đã phản ứng

Ví dụ, giả sử ta có 5 mol CO và 10 mol H2, và phản ứng giữa chúng để tạo thành CH4 và H2O. Phương trình phản ứng là:

CO + 3H2 → CH4 + H2O

Số mol của CO đã phản ứng là 5 mol, vì CO không còn trong sản phẩm cuối cùng. Số mol của H2 đã phản ứng là 3 x 5 mol = 15 mol, vì mỗi phân tử CO cần 3 phân tử H2 để phản ứng.

Tổng số mol đã phản ứng là 5 mol CO + 15 mol H2 = 20 mol. Số mol ban đầu là 5 mol CO + 10 mol H2 = 15 mol.

Do đó, số mol dư sẽ là:

Số mol dư = 15 mol – 20 mol = -5 mol

Số mol dư là một giá trị âm, điều này cho biết rằng không còn số mol dư của bất kỳ chất hóa học nào sau khi phản ứng hoàn tất.