# Mol và tỉ khối chất khí – Hoá học lớp 8, Bài 3 > Trứng bán theo chục, giấy bán theo ram 500 tờ. Nguyên tử và phân tử thì bé đến mức một giọt nước đã chứa hơn một nghìn tỉ tỉ phân tử, nên các nhà hoá học cần một "cái chục" khổng lồ: mol. - Trang bài: https://anim.vn/lop-8/hoa-hoc/bai-03-mol-va-ti-khoi-chat-khi/ - Video: https://youtu.be/D4KcLbbraaY (8:29) - Thuộc: Hoá học lớp 8 · Bài 3 - Bài tập về nhà (PDF, có lời giải): https://anim.vn/media/lop8-hoa-hoc-bai-03/bai-tap-ve-nha.pdf ## Mục lục video - 0:00 Cái “chục” của nhà hoá học - 0:59 Mol và số Avogadro - 1:53 Khối lượng mol - 2:54 Thể tích mol của chất khí - 3:50 Tỉ khối chất khí - 4:55 Dạng 1: Mol, số hạt, khối lượng - 5:48 Dạng 2: Thể tích chất khí - 6:34 Dạng 3: Tỉ khối, nặng hay nhẹ - 7:52 Tóm tắt Trứng bán theo chục, giấy bán theo ram 500 tờ. Nguyên tử và phân tử thì bé đến mức một giọt nước đã chứa hơn một nghìn tỉ tỉ phân tử, nên các nhà hoá học cần một "cái chục" khổng lồ: **mol**. ## 1. Mol và số Avogadro - **Số Avogadro**: N_A = 6,022·10²³. - **Mol** là lượng chất có chứa N_A (6,022·10²³) nguyên tử hoặc phân tử của chất đó. - Số hạt = n · N_A; n = số hạt : N_A. Lớn cỡ nào? Nếu mỗi giây đếm một hạt thì đếm hết 1 mol hạt mất thời gian gấp hơn một triệu lần tuổi vũ trụ. - Ví dụ 1: 3 mol nguyên tử đồng có 3 · 6,022·10²³ = 1,8066·10²⁴ nguyên tử. - Ví dụ 2: 3,011·10²³ phân tử CO₂ ứng với 3,011·10²³ : 6,022·10²³ = 0,5 mol. ## 2. Khối lượng mol - **Khối lượng mol (M)** của một chất là khối lượng của N_A nguyên tử hoặc phân tử chất đó, tính theo gam. Đơn vị: **g/mol**. - Khối lượng mol (g/mol) và khối lượng nguyên tử, phân tử (amu) **bằng nhau về trị số, khác đơn vị**. - Công thức: **M = m : n** ⇒ **m = n · M** và **n = m : M**. | Chất | Khối lượng nguyên tử / phân tử | Khối lượng mol | |---|---|---| | Sắt (Fe) | 56 amu | 56 g/mol | | Carbon dioxide (CO₂) | 12 + 2 · 16 = 44 amu | 44 g/mol | - Ví dụ 1: 11 g CO₂ ứng với n = 11 : 44 = 0,25 mol. - Ví dụ 2: 0,3 mol NaOH (M = 40 g/mol) nặng m = 0,3 · 40 = 12 g. ## 3. Thể tích mol của chất khí - Ở cùng nhiệt độ và áp suất, 1 mol khí bất kì chiếm thể tích như nhau. - Ở **điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar)**: 1 mol khí bất kì chiếm **24,79 L**. - **V = 24,79 · n** (L) ⇒ **n = V : 24,79**. - Ví dụ 1: 0,4 mol khí O₂ chiếm 0,4 · 24,79 = 9,916 L. - Ví dụ 2: 12,395 L khí N₂ ứng với 12,395 : 24,79 = 0,5 mol. ## 4. Tỉ khối chất khí - Tỉ khối của khí A đối với khí B: **d(A/B) = M(A) : M(B)**. - Không khí có khối lượng mol trung bình ≈ 29 g/mol: **d(A/kk) = M(A) : 29**. - d > 1: A nặng hơn; d < 1: A nhẹ hơn. - Ví dụ 1: d(O₂/H₂) = 32 : 2 = 16, oxygen nặng gấp 16 lần hydrogen. - Ví dụ 2: helium có M = 4; 4 : 29 ≈ 0,14 < 1 nên bóng bay bơm helium bay lên. Khí ga (propane 44, butane 58) nặng hơn không khí nên khi rò rỉ sẽ đọng sát sàn: mở hết cửa, không bật công tắc điện. ## Bảng kí hiệu | Kí hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị | |---|---|---| | n | số mol | mol | | N_A | số Avogadro | 6,022·10²³ hạt/mol | | m | khối lượng | g | | M | khối lượng mol | g/mol | | V | thể tích khí (25 °C, 1 bar) | L | | d(A/B) | tỉ khối của khí A đối với khí B | không có đơn vị | ## Lỗi hay gặp 1. **Nhầm khối lượng mol của khí.** Khí oxygen là O₂ nên M = 32, không phải 16. Tương tự N₂ = 28, H₂ = 2, Cl₂ = 71. 2. **Nhầm g/mol với amu.** Cùng trị số nhưng khác đơn vị: amu là khối lượng của 1 hạt, g/mol là khối lượng của 1 mol hạt. 3. **Dùng 22,4 L.** Đó là số của chương trình cũ (0 °C, 1 atm). Chương trình hiện nay dùng điều kiện chuẩn 25 °C, 1 bar: 24,79 L. 4. **Áp dụng 24,79 L cho chất rắn, chất lỏng.** Chỉ chất khí mới có thể tích mol bằng nhau. 5. **Quên đổi mL sang L** trước khi chia cho 24,79, và quên ghi đơn vị. ## Bài tập theo dạng ### Dạng 1. Mol, số hạt, khối lượng Cách làm: luôn đi qua số mol. Số hạt thì nhân hoặc chia N_A, khối lượng thì nhân hoặc chia M. **Bài 1.** a) 0,4 mol nhôm có bao nhiêu nguyên tử? b) 9,6 g khí oxygen là bao nhiêu mol? c) 0,15 mol sulfuric acid (H₂SO₄) nặng bao nhiêu gam?
Đáp án a) 0,4 · 6,022·10²³ = 2,4088·10²³ nguyên tử. b) M(O₂) = 32; n = 9,6 : 32 = 0,3 mol. c) M = 2 + 32 + 4 · 16 = 98; m = 0,15 · 98 = 14,7 g.
### Dạng 2. Thể tích chất khí (25 °C, 1 bar) Cách làm: đổi về số mol trước, rồi nhân hoặc chia cho 24,79. **Bài 2.** a) 0,6 mol khí CO₂ chiếm bao nhiêu lít? b) 5,6 g khí nitrogen chiếm bao nhiêu lít? c) 2,479 L khí methane (CH₄) nặng bao nhiêu gam?
Đáp án a) V = 0,6 · 24,79 = 14,874 L. b) n = 5,6 : 28 = 0,2 mol; V = 0,2 · 24,79 = 4,958 L. c) n = 2,479 : 24,79 = 0,1 mol; M = 16; m = 1,6 g.
### Dạng 3. Tỉ khối, khí nặng hay nhẹ Cách làm: tính M rồi chia cho M của khí kia, hoặc chia 29 nếu so với không khí. **Bài 3.** a) Khí chlorine (Cl₂) nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần? b) Khí X có tỉ khối so với H₂ bằng 8,5. Tìm M của X; X nặng hay nhẹ hơn không khí? c) Bình ga chứa butane (C₄H₁₀). Ga rò rỉ sẽ bay lên trần hay đọng sát sàn?
Đáp án a) 71 : 29 ≈ 2,45: nặng hơn khoảng 2,45 lần. b) M = 8,5 · 2 = 17 g/mol; 17 < 29 nên nhẹ hơn không khí. c) M = 58; 58 : 29 = 2: nặng gấp đôi không khí nên đọng sát sàn.
## Chuyện bên lề Năm 1811, nhà khoa học người Ý **Amedeo Avogadro** nêu một giả thuyết táo bạo: các chất khí có thể tích bằng nhau, ở cùng nhiệt độ và áp suất, thì chứa cùng số phân tử, bất kể đó là khí gì. Gần nửa thế kỉ, hầu như không ai để ý, một phần vì thời đó người ta không tin hai nguyên tử giống nhau có thể ghép thành một phân tử như O₂ hay H₂. Năm 1860, tại hội nghị hoá học ở Karlsruhe (Đức), bốn năm sau khi Avogadro mất, người đồng hương **Stanislao Cannizzaro** cho phát bài viết của mình, dùng chính giả thuyết ấy để tính khối lượng nguyên tử. Một nhà hoá học đọc xong kể lại rằng ông thấy "như thể vảy rơi khỏi mắt". Bản thân Avogadro chưa bao giờ biết con số mang tên mình. Phải tới đầu thế kỉ 20, nhà vật lí Pháp **Jean Perrin** mới đo được nó khá chính xác và đề nghị gọi là số Avogadro. Còn chữ "mol" do nhà hoá học Đức Wilhelm Ostwald đặt năm 1894, rút gọn từ chữ "phân tử" trong tiếng Đức. Từ năm 2019, một mol được định nghĩa là đúng 6,02214076·10²³ hạt. ## Trò chơi ở nhà (5 phút) **"Cân một mol"**: dùng cân nhà bếp, đong 18 g nước (khoảng 18 mL) vào cốc: bạn đang cầm 1 mol nước, tức 6,022·10²³ phân tử. Thử tiếp: 58,5 g muối ăn (1 mol NaCl), 342 g đường kính (1 mol saccharose, C₁₂H₂₂O₁₁). So sánh ba "một mol" ấy: cùng số hạt, nhưng khối lượng và thể tích khác hẳn nhau. Đố người nhà: muốn có 0,5 mol nước thì cần đong bao nhiêu gam? ## Lời thoại video ### 0:00 Cái “chục” của nhà hoá học Trứng thì bán theo chục. Giấy thì bán theo ram, mỗi ram 500 tờ. Còn nguyên tử và phân tử thì bé đến mức, một giọt nước đã chứa hơn một nghìn tỉ tỉ phân tử. Đếm từng hạt là điều không thể. Vì thế các nhà hoá học cần một cái chục khổng lồ của riêng mình. Nó tên là mol. Hôm nay bạn sẽ biết dùng mol để đổi qua lại giữa số hạt, khối lượng và thể tích khí. Ý tưởng bắt đầu từ năm 1811. Nhà khoa học người Ý Avogadro đoán rằng: các chất khí có thể tích bằng nhau, ở cùng nhiệt độ và áp suất, thì chứa cùng số phân tử. Suốt gần 50 năm, hầu như không ai để ý. Mãi đến năm 1860, bốn năm sau khi ông mất, một người đồng hương là Cannizzaro mới thuyết phục được giới hoá học rằng ông đã đúng. Đầu thế kỉ 20, nhà vật lí Pháp Perrin đo được con số ấy khá chính xác, và đề nghị đặt theo tên ông: số Avogadro. ### 0:59 Mol và số Avogadro Số Avogadro bằng 6,022·10²³, kí hiệu là N(A). Mol là lượng chất có chứa đúng ngần ấy nguyên tử hoặc phân tử. Con số này lớn cỡ nào? Nếu mỗi giây bạn đếm một hạt, thì đếm hết một mol hạt sẽ mất thời gian gấp hơn một triệu lần tuổi của vũ trụ. Muốn đổi từ số mol ra số hạt, ta nhân với số Avogadro. Muốn đổi ngược lại, ta chia. Ví dụ 1: 3 mol nguyên tử đồng có 3 · 6,022·10²³ = 1,8066·10²⁴ nguyên tử. Ví dụ 2: 3,011·10²³ phân tử CO₂ là bao nhiêu mol? Lấy số phân tử chia cho số Avogadro, được 0,5 mol. ### 1:53 Khối lượng mol Một mol chất nặng bao nhiêu gam? Đó là khối lượng mol, kí hiệu M, đơn vị g/mol. Điều tuyệt vời là: khối lượng mol có trị số đúng bằng khối lượng nguyên tử hoặc phân tử của chất đó. Nguyên tử sắt nặng 56 amu, thì một mol sắt nặng 56 gam. Phân tử CO₂ nặng 12 + 2 · 16 = 44 amu, thì khối lượng mol là 44 g/mol. Cùng trị số, nhưng khác đơn vị. Đừng viết nhầm nhé. Công thức: M = m : n Từ đó: m = n · M và n = m : M Ví dụ 1: 11 g CO₂ là bao nhiêu mol? n = 11 : 44 = 0,25 mol Ví dụ 2: 0,3 mol NaOH (M = 40) nặng m = 0,3 · 40 = 12 g ### 2:54 Thể tích mol của chất khí Với chất khí thì cân rất khó, nhưng đo thể tích lại dễ. Và đây chính là phát hiện của Avogadro: ở cùng nhiệt độ và áp suất, một mol khí nào cũng chiếm thể tích như nhau. Ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar), một mol khí bất kì chiếm 24,79 lít. Vậy V = 24,79 · n. Ngược lại, n = V : 24,79 Ví dụ 1: 0,4 mol khí O₂ chiếm V = 0,4 · 24,79 = 9,916 L Ví dụ 2: 12,395 L khí N₂ là bao nhiêu mol? n = 12,395 : 24,79 = 0,5 mol Lưu ý: quy tắc này chỉ đúng cho chất khí. Chất rắn và chất lỏng thì mỗi chất một khác. ### 3:50 Tỉ khối chất khí Khí nào nặng hơn, khí nào nhẹ hơn? Vì một mol khí nào cũng chiếm cùng thể tích, ta chỉ cần so khối lượng mol. Tỉ khối của khí A đối với khí B: d(A/B) = M(A) : M(B) Ví dụ: O₂ so với H₂: 32 : 2 = 16. Oxygen nặng gấp 16 lần hydrogen. Không khí là hỗn hợp, chủ yếu gồm nitrogen và oxygen, có khối lượng mol trung bình khoảng 29 g/mol. Tỉ khối so với không khí: d(A/kk) = M(A) : 29 Ví dụ: khí helium có M = 4. 4 : 29 ≈ 0,14 < 1 Helium nhẹ hơn không khí rất nhiều, nên bóng bay bơm helium bay vút lên. Ngược lại, khí ga trong bình nặng hơn không khí. Nếu rò rỉ, ga sẽ đọng lại sát sàn nhà. Vì vậy khi ngửi thấy mùi ga, hãy mở hết cửa, và tuyệt đối không bật công tắc điện. ### 4:55 Dạng 1: Mol, số hạt, khối lượng Dạng 1: đổi qua lại giữa số mol, số hạt và khối lượng. Cách làm: luôn đi qua số mol. Số hạt thì nhân hoặc chia số Avogadro. Khối lượng thì nhân hoặc chia khối lượng mol. Bài 1. a) 0,4 mol nhôm có bao nhiêu nguyên tử? Bạn tạm dừng video và thử làm nhé. Số nguyên tử = 0,4 · 6,022·10²³ = 2,4088·10²³ b) 9,6 g khí oxygen là bao nhiêu mol? Coi chừng bẫy. Khí oxygen là O₂, nên M = 32, chứ không phải 16. n = 9,6 : 32 = 0,3 mol ### 5:48 Dạng 2: Thể tích chất khí Dạng 2: thể tích chất khí ở điều kiện chuẩn. Cách làm: đổi về số mol trước, rồi nhân hoặc chia cho 24,79. Bài 2. a) 0,6 mol khí CO₂ chiếm bao nhiêu lít ở điều kiện chuẩn? V = 0,6 · 24,79 = 14,874 L b) 5,6 g khí nitrogen (N₂) chiếm bao nhiêu lít? Gam ra mol: n = 5,6 : 28 = 0,2 mol Mol ra lít: V = 0,2 · 24,79 = 4,958 L ### 6:34 Dạng 3: Tỉ khối, nặng hay nhẹ Dạng 3: tỉ khối, khí nặng hay nhẹ. Cách làm: tính khối lượng mol, rồi chia cho M của khí kia, hoặc chia 29 nếu so với không khí. Bài 3. a) Khí chlorine (Cl₂) nặng hay nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần? M = 71 g/mol. 71 : 29 ≈ 2,45 Vậy chlorine nặng hơn không khí khoảng 2,45 lần. b) Khí X có tỉ khối so với H₂ bằng 8,5. Tìm khối lượng mol của X. X nặng hay nhẹ hơn không khí? M(X) = 8,5 · 2 = 17 g/mol 17 < 29 nên X nhẹ hơn không khí. c) Bình ga chứa khí butane (C₄H₁₀). Nếu ga rò rỉ, khí sẽ bay lên trần hay đọng sát sàn? M = 4 · 12 + 10 = 58 g/mol. 58 : 29 = 2 Butane nặng gấp đôi không khí, nên đọng sát sàn. ### 7:52 Tóm tắt Tóm lại. Một mol chứa 6,022·10²³ hạt. Số mol là trạm trung chuyển. Từ khối lượng, chia cho M. Từ thể tích khí, chia cho 24,79. Từ số hạt, chia cho số Avogadro. Tỉ khối: d(A/B) = M(A) : M(B). So với không khí thì chia 29. Bạn vừa luyện 3 dạng: đổi mol, số hạt và khối lượng; thể tích chất khí; và tỉ khối. Lần tới nhìn quả bóng bay, bạn đã biết vì sao nó bay lên rồi nhé. Hẹn gặp bạn ở bài sau!