Phân số mol là một phép đo được sử dụng trong hóa học để biểu thị tỷ lệ của một thành phần trong hỗn hợp so với tổng các thành phần có mặt. Tỷ lệ này được tính bằng cách chia lượng của một thành phần cho tổng lượng của tất cả các thành phần trong hỗn hợp.
Ví dụ, nếu chúng ta có hỗn hợp nước và rượu, và lượng nước là 100g và lượng rượu là 50g, thì phân số mol của nước sẽ là 0,66 (100g / (100g + 50g)) và phân số mol của rượu sẽ là 0,33 (50g / (100g + 50g)).
Các bài tập liên quan đến phân số mol có thể bao gồm việc xác định phân số mol của các thành phần khác nhau trong hỗn hợp, sử dụng phân số mol để tính lượng thành phần cần thiết để đạt được nồng độ nhất định, v.v. Luyện tập với các bài tập là điều cần thiết để hiểu và áp dụng đúng khái niệm phân số mol.
Phương pháp tính phân số mol trong các chất bằng công thức đơn giản.
Phân số mol là cách biểu thị lượng chất nhất định trong hỗn hợp. Để tính phân số mol của một chất trong hỗn hợp, chỉ cần chia lượng chất đó cho tổng lượng hỗn hợp. Công thức tính phân số mol là:
Phần mol = lượng chất / tổng lượng hỗn hợp
Ví dụ, nếu chúng ta có hỗn hợp nước và muối, lượng nước là 50g và lượng muối là 30g, thì phân số mol của nước sẽ là:
Phân số mol của nước = 50g / (50g + 30g) = 50g / 80g = 0,625
Để tính phân số mol của muối, chỉ cần trừ phân số mol của nước khỏi 1, vì tổng phân số mol của tất cả các chất trong hỗn hợp luôn bằng 1.
Bây giờ bạn đã hiểu cách tính phân số mol trong các chất, hãy thử giải một số bài tập để thực hành và củng cố kiến thức về chủ đề này.
Hiểu được tỷ lệ các chất trong dung dịch thông qua phân số mol.
Phân số mol là cách biểu thị nồng độ của một chất trong dung dịch, tính đến tỷ lệ phân tử của chất đó so với tổng số phân tử có trong dung dịch. Để tính phân số mol của một chất, chỉ cần chia số mol của chất đó cho tổng số mol trong dung dịch.
Ví dụ, nếu chúng ta có dung dịch có 2 mol chất tan A và 3 mol chất tan B, phép tính phân số mol của chất tan A sẽ là 2 / (2 + 3) = 0,4. Điều này có nghĩa là 40% các phân tử trong dung dịch là chất tan A.
Để thực hành tính phân số mol, chúng ta có thể giải một số bài toán. Ví dụ, nếu chúng ta có dung dịch gồm 0,5 mol chất tan C và 1,5 mol chất tan D, thì phân số mol của chất tan D là bao nhiêu? Phân số mol của chất tan D sẽ là 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, nghĩa là 75% các phân tử trong dung dịch là chất tan D.
Việc hiểu tỷ lệ các chất trong dung dịch thông qua phân số mol là rất cần thiết cho nhiều quá trình hóa học, chẳng hạn như pha chế dung dịch, tính toán phản ứng hóa học và xác định tính chất lý hóa của các chất. Do đó, việc thực hành tính phân số mol là rất quan trọng để hiểu sâu hơn về chủ đề này.
Khám phá công thức tính nồng độ mol của dung dịch một cách đơn giản.
Nồng độ mol của dung dịch là một phép đo quan trọng trong hóa học, biểu thị lượng chất tan có trong dung dịch so với tổng thể tích của dung dịch. Để tính nồng độ mol, chúng ta sử dụng công thức đơn giản:
Nồng độ mol (M) = Lượng chất tan (mol) / Thể tích dung dịch (L)
Ví dụ, nếu chúng ta có 2 mol chất tan hòa tan trong 1 lít dung dịch, nồng độ mol sẽ là 2 M.
Phân số mol, ngược lại, là một phép đo quan trọng khác biểu thị tỷ lệ của một thành phần so với tổng dung dịch. Để tính phân số mol của thành phần A, chúng ta sử dụng công thức:
Phần mol của A = Mol của A / Tổng mol
Ví dụ, nếu chúng ta có 2 mol chất A và 3 mol chất B trong dung dịch, thì phân số mol của A sẽ là 2/5.
Bây giờ bạn đã hiểu cách tính nồng độ mol và phân số mol, vậy bạn có muốn luyện tập với một số bài tập không?
Tìm số mol trong một chất thông qua các phép tính đơn giản.
Để tìm số mol trong một chất, bạn cần sử dụng công thức toán học chính xác. Số mol của một chất có thể được tính từ khối lượng và khối lượng mol của chất đó. Khối lượng mol là khối lượng của một mol nguyên tử, ion hoặc phân tử của một chất và được biểu thị bằng g/mol.
Để tính số mol, chỉ cần chia khối lượng của chất cho khối lượng mol của nó. Ví dụ, nếu chúng ta có 10 gam nước (H2O), có khối lượng mol là 18 g/mol, chúng ta có thể tính số mol như sau:
Lượng mol = Khối lượng chất / Khối lượng mol
Số mol = 10 g / 18 g/mol
Số mol = 0,555 mol
Do đó, ta có 0,555 mol nước trong 10 gam chất đó.
Phần mol của một chất trong hỗn hợp là tỷ số giữa số mol của chất đó với tổng số mol của hỗn hợp. Phần mol có thể được tính bằng cách chia số mol của chất đó cho tổng số mol của hỗn hợp.
Ví dụ, nếu chúng ta có hỗn hợp gồm 2 mol nước và 3 mol rượu, thì phân số mol của nước sẽ là:
Phần mol của nước = Số mol nước / Tổng số mol
Phần mol của nước = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Phần mol của nước = 2/5
Vì vậy, phần mol của nước trong hỗn hợp này sẽ là 2/5.
Để luyện tập và củng cố khái niệm phân số mol, điều quan trọng là phải thực hiện các bài tập liên quan đến việc tính toán số mol và phân số mol trong các chất và hỗn hợp khác nhau. Với việc luyện tập, việc hiểu và áp dụng các khái niệm này vào việc giải các bài toán hóa học sẽ trở nên dễ dàng hơn.
Phân số mol: cách tính, ví dụ, bài tập
A phân số mol là cách thể hiện nồng độ các nguyên tố có trong hợp chất hoặc nồng độ của hợp chất trong hỗn hợp.
Phần mol của các nguyên tố trong hợp chất được định nghĩa là thương số giữa số mol của từng nguyên tố khác nhau có trong hợp chất và tổng số mol của chúng.
Ví dụ: nếu một hợp chất có nguyên tố A và nguyên tố B, thì phân số mol của A là số mol của A chia cho số mol của A cộng với số mol của B. Tương tự, đối với phân số mol của B, phép tính tương tự được thực hiện, nhưng đặt số mol của B vào tử số.
Phép toán này được thể hiện trong hình trên. Tổng các phân số mol bằng 1 (một). Phân số mol là một số không thứ nguyên. Nhiều định luật có thể được biểu diễn dưới dạng chúng, chẳng hạn như Định luật Dalton.
Các tính năng và biểu tượng
Giá trị phân số mol không phụ thuộc vào nhiệt độ và trong hỗn hợp khí lý tưởng, có thể được sử dụng để tính áp suất riêng phần của từng loại khí có trong hỗn hợp khí; như được nêu trong định luật Dalton.
Phân số mol thường được biểu diễn hoặc ký hiệu bằng chữ X (X) hoa, ở phía bên phải, dưới dạng chỉ số dưới, ký hiệu của nguyên tố hoặc công thức của hợp chất được đặt nếu bạn có hỗn hợp các hợp chất.
Cách tính toán
Nếu biết số mol của từng nguyên tố tạo nên một hợp chất nhất định, việc cộng số mol của các nguyên tố có thể thu được tổng số mol có trong hợp chất.
Vì vậy, để tính phân số mol của mỗi nguyên tố, ta lấy số mol của nguyên tố đó chia cho tổng số mol có trong hợp chất. Tổng giá trị phân số mol của các nguyên tố khác nhau bằng một (1).
Các ví dụ
Sau đây là các ví dụ về cách sử dụng phân số mol.
ví dụ 1
Độ molan của dung dịch, được biểu thị bằng số mol chất tan trên một kilôgam nước, có thể được chuyển đổi thành phần mol của chất tan. Để làm điều này, hãy chuyển đổi 1.000 g nước thành mol nước bằng cách đơn giản chia khối lượng 1.000 g nước cho khối lượng phân tử của nước (18 g/mol).
Sau đó, chia số mol chất tan cho số mol nước cộng với số mol chất tan, ta sẽ thu được phân số mol của chất tan.
Ví dụ, chất A có độ mol là 0,03 mol. Điều này có nghĩa là có 0,3 mol A hòa tan trong một kilôgam nước. Một kilôgam nước tương ứng với 55,55 mol nước (1.000 g ± 18 g/mol). Do đó, phân số mol của A trở thành:
X (A) hoặc X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 hoặc 5,39810 -4
ví dụ 2
Tính toán áp suất riêng phần của khí dựa trên phân số mol của chúng. Định luật áp suất riêng phần được Dalton phát biểu rằng trong hỗn hợp khí, mỗi khí đều tác dụng áp suất như thể nó chiếm toàn bộ thể tích hỗn hợp.
Áp suất tổng cộng của hỗn hợp khí là tổng áp suất do từng loại khí tạo nên hỗn hợp khí đó tác dụng riêng lẻ.
Bầu khí quyển chủ yếu bao gồm hỗn hợp bốn loại khí: nitơ, oxy, carbon dioxide và hơi nước, mỗi loại tạo ra áp suất riêng phần sau:
Nitơ: 596 mmHg
Oxy: 158 mmHg
Cacbon dioxit: 0,3 mmHg
Hơi nước: 5,7 mmHg.
Kết quả cho giá trị áp suất khí quyển là 760 mmHg. Sử dụng áp suất khí này, có thể tính được các giá trị sau cho phân số mol của chúng:
tai họa
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Ôxy
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Cạc-bon đi-ô-xít
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Hơi nước
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Ngược lại, áp suất riêng phần của từng loại khí có trong hỗn hợp có thể được tính bằng cách nhân giá trị phân số mol của nó với tổng áp suất do hỗn hợp khí tạo ra.
Bài tập
Bài tập 1
Phân số mol của hỗn hợp metanol (CH 3 OH) và nước (H 2 O) dung dịch chứa 145 g CH 3 OH và 120 g H 2 Khối lượng phân tử: CH 3 OH = 32 g/mol và nước = 18 g/mol.
Đầu tiên chúng ta tính số mol của metanol và nước:
Số mol của CH 3 OH = 145 g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32 g CH 3 OH
= 4,53 mol CH 3 OH
Số mol của H 2 O = 120 g · 1 mol H 2 O ÷ 18 g H 2 O
= 6,67 mol de H2O
Sau đó, chúng ta tính tổng số mol:
Tổng số mol của CH 3 OH và H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 mol
Và do đó chúng ta xác định phân số mol của metanol và nước:
X (CH 3 OH) = 4,53 mol / 11,2 mol
= 0,404
X (H 2 O) = 6,67 mol / 11,2 mol
= 0,596
Bài tập 2
Một hỗn hợp gồm 1,56 mol nitơ (N 2 ) và 1,2 mol oxy (O 2 ) tạo ra áp suất 0,8 atm. Tính áp suất riêng phần do mỗi khí tạo ra.
Bước đầu tiên để giải bài toán này là tính toán phân số mol của các khí. Ở bước thứ hai, áp suất riêng phần do các khí tác dụng được tính bằng cách nhân phân số mol của chúng với áp suất tổng do hỗn hợp khí tác dụng.
Phần mol của nitơ:
X N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,565
Phần mol của oxy:
X O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,435
Và cuối cùng chúng ta tính toán áp suất riêng phần của từng loại khí:
P N2 = X N2 · P T
= 0,565 · 0,8 atm
= 0,452 atm
P O2 = X O2 · P t
= 0,435 · 0,8 atm
= 0,348 atm
Bài tập 3
Phân số mol của fomanđehit (CH 2 O) nếu 23 g hợp chất được hòa tan trong 4 mol cacbon tetraclorua (CCl 4 )? Khối lượng phân tử của CH 2 O = 30,03 g/mol.
Đầu tiên chúng ta tính số mol của formaldehyde:
CH Moles 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 mol
Và đối với phần thứ hai, chúng ta tính toán phân số mol:
X CH2OH = 0,766 mol CH 2 OH / (0,766 mol CH 2 OH + 4 mol CCl 4 )
= 0,161
Người giới thiệu
- Whitten, Davis, Peck và Stanley. (2008). Hóa học . (ấn bản thứ 8). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (ngày 11 tháng 2020 năm XNUMX). Phân số mol là gì? Truy cập từ: thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). Phân số mol. Lấy từ: en.wikipedia.org
- Quỹ CK-12. (16 tháng 2019, XNUMX). Phân số mol. Chemistry LibreTexts. Truy cập từ: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12 tháng 2018, XNUMX). Cách tính phân số mol. Truy cập từ: sciencing.com