Mol
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| molecules/ˈmɒlɪkjuːlz/ | phân tử |
| mole/məʊl/ | mol |
| amount of substance/əˈmaʊnt ɒv ˈsʌbstəns/ | lượng chất |
| kelvin/ˈkelvɪn/ | kelvin |
| Avogadro constant/ˌævəˈɡædrəʊ ˈkɒnstənt/ | hằng số Avogadro |
| atoms/ˈætəmz/ | nguyên tử |
| monatomic/ˌmɒnəˈtɒmɪk/ | đơn nguyên tử |
| molar mass/ˈməʊlə mæs/ | khối lượng mol |
Một con số mà không ai hình dung nổi
- Rải $6.02 \times 10^{23}$ hạt cát lên khắp Vương quốc Anh và đất nước sẽ bị chôn vùi sâu mười mét. Đó chính là số phân tử nước trong một muỗng cà phê.
- Cả hóa học và vật lý đều cần đếm các hạt, nhưng không có thí nghiệm nào có thể đếm từng hạt một. Vì vậy, ta đếm chúng theo từng bó, và mỗi bó chứa đúng số lượng đó.
- Bó này được gọi là mol, và nó là đơn vị cơ bản SI bên cạnh mét, kilogam và giây.
- Bài học này giải thích mol là gì, cách chuyển đổi giữa mol, hạt và khối lượng, cũng như cách diễn đạt mà giám khảo chấp nhận.
Lượng chất và mol
- Lượng chất là đại lượng cơ bản SI, và đơn vị cơ bản của nó là mol (mol), một trong bảy đơn vị cùng với kilogam, mét, giây, ampe và kelvin.
- Một mol bất kỳ chất nào chứa số hạt bằng với hằng số Avogadro:
- Định nghĩa một điểm của giám khảo: Hằng số Avogadro là số nguyên tử hoặc phân tử trong một mol chất. Việc thêm "trong 0,012 kg carbon-12" được chấp nhận nhưng không bắt buộc.
Một số đếm cố định, bất kể chất là gì
Một mol của một chất chứa:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Một mol luôn chứa số Avogadro, $N_{\text{A}} = 6.02 \times 10^{23}$, các hạt.
Mol là một trong các đơn vị cơ bản của hệ SI.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Đúng — lượng chất (mol) là đại lượng cơ bản, cùng với kilogam, mét, giây, ampe và kelvin.
Hãy nói rõ bạn đang đếm cái gì
- Một "hạt" có nghĩa là thành phần cấu tạo nên chất: nguyên tử đối với nguyên tố đơn nguyên tử như heli, phân tử đối với $\text{O}_2$ hay $\text{H}_2\text{O}$.
- Một mol khí oxy chứa $6.02 \times 10^{23}$ phân tử, do đó có gấp đôi số nguyên tử. Một câu hỏi yêu cầu "phân tử" mà đáp án lại đưa ra số nguyên tử thì sẽ lệch gấp hai lần.
- Đối với $n$ mol, số hạt là:
Một đại lượng phòng thí nghiệm ở bên trái, một số đếm nguyên tử ở bên phải
Phòng thí nghiệm đếm hạt mol
số hạt = n x hằng số Avogadro
Thay đổi lượng chất và quan sát số hạt tỷ lệ thuận trực tiếp.
Một mẫu chứa $3.01 \times 10^{23}$ phân tử. Số mol tương ứng là bao nhiêu?
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
$n = \dfrac{N}{N_{\text{A}}} = \dfrac{3.01 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23}} = 0.50\ \text{mol}$.
Có bao nhiêu nguyên tử trong một mol khí oxi, O2?
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Một mol có 6,02 x 10^23 phân tử, và mỗi phân tử O2 chứa hai nguyên tử. Việc xác định rõ bạn đang đếm loại hạt nào sẽ được tính điểm riêng.
Khối lượng mol
- Khối lượng mol $M_{\text{m}}$ là khối lượng của một mol chất, tính bằng $\text{kg/mol}$ hoặc $\text{g/mol}$.
- Khối lượng của $n$ mol là $M = n M_{\text{m}}$, vì vậy số mol trong một mẫu có khối lượng $M$ là $n = M / M_{\text{m}}$.
- Khối lượng của một hạt đơn lẻ được tính bằng cách chia khối lượng mol cho số lượng hạt trong một mol:
Khối lượng mol là khối lượng của:
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Khối lượng mol là khối lượng trên mỗi mol; chia nó cho $N_{\text{A}}$ sẽ thu được khối lượng của một hạt.
Khối lượng của một hạt đơn lẻ bằng khối lượng mol chia cho ____ hằng số.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
$m_0 = \dfrac{M_{\text{m}}}{N_{\text{A}}}$ — khối lượng mol chia đều cho $N_{\text{A}}$ hạt trong một mol.
Ví dụ giải: oxy, theo cả hai hướng
- Oxy có khối lượng mol là $32\ \text{g/mol}$. Tìm khối lượng của một phân tử oxy, và số phân tử trong $8.0\ \text{g}$ oxy.
- Khối lượng một phân tử: tính bằng kilogram. $m_0 = \dfrac{M_{\text{m}}}{N_{\text{A}}} = \dfrac{0.032}{6.02 \times 10^{23}} = 5.3 \times 10^{-26}\ \text{kg}$.
- Số mol: $n = \dfrac{8.0}{32} = 0.25\ \text{mol}$. Sau đó là $N = n N_{\text{A}} = 0.25 \times 6.02 \times 10^{23} = 1.5 \times 10^{23}$ phân tử.
- Giữ khối lượng mol ở dạng $\text{kg/mol}$ khi kết quả yêu cầu tính bằng kilogram. Hệ số 1000 thừa là lỗi phổ biến nhất trong toàn bộ chủ đề này.
Ba phép chuyển đổi
- Mol sang hạt: nhân với $N_{\text{A}}$. Hạt sang mol: chia cho $N_{\text{A}}$.
- Mol sang khối lượng: nhân với $M_{\text{m}}$. Khối lượng sang mol: chia cho $M_{\text{m}}$.
- Khối lượng sang hạt: đi qua mol. Không có bước duy nhất nào, và việc tự sáng tạo ra một bước đó chính là nơi gây ra sai sót.
- Mỗi câu hỏi trong chuyên đề nhỏ này là một hoặc hai trong sáu phép chuyển đổi liên tiếp. Hãy viết ra loại phép chuyển đổi bạn cần trước khi lấy máy tính ra.
Oxi có khối lượng mol là 32 g/mol. Khối lượng của một phân tử oxi là bao nhiêu, theo đơn vị 10^-26 kg?
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Chuyển đổi sang kilogam trước: 0,032 / (6,02 x 10^23) = 5,3 x 10^-26 kg. Nếu lấy 32 chia trực tiếp cho hằng số Avogadro thì kết quả lớn hơn 1000 lần.
Có bao nhiêu mol trong 8,0 g oxi, biết khối lượng mol là 32 g/mol?
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
n = M / Mm = 8,0 / 32 = 0,25 mol, tương đương 1,5 x 10^23 phân tử. Cả hai giá trị khối lượng đều ở đơn vị gam nên không cần chuyển đổi.
Mol liên kết với các hằng số khí thế nào
- Mol là yếu tố kết nối giữa dạng trên mỗi mol và trên mỗi phân tử của phương trình khí bạn sẽ gặp sau.
- Hằng số Boltzmann là hằng số khí trên mỗi phân tử: $k = R / N_{\text{A}}$, tương đương với $R = N_{\text{A}} k$.
- Khi câu hỏi yêu cầu "mối quan hệ giữa $N_{\text{A}}$, $R$ và $k$", thì một dòng duy nhất đó chính là toàn bộ câu trả lời.
Nối mỗi phép chuyển đổi với thao tác thực hiện.
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Mỗi câu hỏi trong chủ đề con này là một hoặc hai trong các trường hợp trên liên tiếp nhau. Hãy xác định trước khi dùng máy tính.
Điểm số dễ mất
- Nêu rõ bạn đang đếm cái gì. Một mol $\text{O}_2$ là $6.02 \times 10^{23}$ phân tử và gấp đôi số đó là nguyên tử.
- Chuyển từ gam sang kilogam trước khi chia cho $N_{\text{A}}$, nếu không khối lượng hạt sẽ sai lệch 1000 lần.
- Mol là đơn vị cơ bản, và lượng chất là đại lượng cơ bản. Nó không được suy dẫn từ đại lượng nào khác.
- Khổ lượng sang hạt không có đường tắt: hãy đi khối lượng, rồi đến mol, sau đó mới đến hạt.
Viết mối quan hệ giữa hằng số Boltzmann k, hằng số khí R và hằng số Avogadro NA dưới dạng k = ...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
k là hằng số khí cho mỗi phân tử, tương tự như R là cho mỗi mol. Just một dòng biểu thức chính là toàn bộ đáp án khi yêu cầu tìm mối quan hệ.
Bạn đã nắm vững
- lượng chất là đại lượng cơ bản SI với đơn vị cơ bản là mol; một mol chứa $N_{\text{A}} = 6.02 \times 10^{23}$ hạt
- $N = n N_{\text{A}}$, và một "hạt" là nguyên tử hay phân tử tùy thuộc vào chất, vì vậy hãy nêu rõ
- khối lượng mol là khối lượng của một mol: $M = n M_{\text{m}}$ và một hạt có khối lượng $M_{\text{m}} / N_{\text{A}}$
- $k = R / N_{\text{A}}$: Hằng số Boltzmann là hằng số khí trên mỗi phân tử