Bài học

Mol và khối lượng mol

Em sẽ làm được gì?

Hiểu mol là đơn vị đếm hạt, tính được khối lượng mol M từ công thức, chuyển đổi qua lại giữa khối lượng m và số mol n bằng công thức n = m/M, và tính được khối lượng hỗn hợp nhiều chất.

Cần nhớ trước

Công thức hóa học và khối lượng phân tử (Chương 1–2).

Một thìa muối chứa hàng tỉ tỉ phân tử — không ai đếm từng hạt được. Cũng như người bán trứng đếm theo tá (12 quả), người bán giấy đếm theo ram (500 tờ), nhà hóa học đếm hạt theo một “gói” cực lớn gọi là mol. Mol là cầu nối giữa thế giới hạt vi mô mà mắt thường không thấy được và khối lượng ta cân được bằng cân thông thường trong phòng thí nghiệm.

Một thìa muối chứa hàng tỉ tỉ phân tử — không ai đếm từng hạt được. Cũng như người bán trứng đếm theo *tá* (12 quả), người bán giấy đếm theo *ram* (500 tờ), nhà hóa học đếm hạt theo một “gói” cực lớn gọi là **mol**. Mol là cầu nối giữa thế giới hạt vi mô mà mắt thường không thấy được và khối lượng ta cân được bằng cân thông thường trong phòng thí nghiệm.

Mol là gì?

Mol là lượng chất chứa 6,022 × 10²³ hạt (nguyên tử hoặc phân tử). Con số 6,022 × 10²³ gọi là số Avogadro, kí hiệu N_A, đặt theo tên nhà khoa học Amedeo Avogadro.

1 mol nguyên tử sắt chứa 6,022 × 10²³ nguyên tử Fe.
1 mol phân tử nước chứa 6,022 × 10²³ phân tử H₂O.

Em không cần tính tới con số khổng lồ này trong từng bài; điều quan trọng là mol cho phép đếm hạt gián tiếp qua khối lượng — đúng như cách một người bán gạo không đếm từng hạt gạo mà cân theo kilôgam.

**Mol** là lượng chất chứa **6,022 × 10²³ hạt** (nguyên tử hoặc phân tử). Con số 6,022 × 10²³ gọi là **số Avogadro**, kí hiệu N_A, đặt theo tên nhà khoa học Amedeo Avogadro. - 1 mol nguyên tử sắt chứa 6,022 × 10²³ nguyên tử Fe. - 1 mol phân tử nước chứa 6,022 × 10²³ phân tử H₂O. Em không cần tính tới con số khổng lồ này trong từng bài; điều quan trọng là *mol cho phép đếm hạt gián tiếp qua khối lượng* — đúng như cách một người bán gạo không đếm từng hạt gạo mà cân theo kilôgam.

MolLượng chất chứa 6,022 × 10²³ hạt (số Avogadro) nguyên tử hoặc phân tử.

Khối lượng mol M

Khối lượng mol (M) của một chất là khối lượng của 1 mol chất đó, đơn vị g/mol. Điều tiện lợi: trị số của M bằng đúng khối lượng nguyên tử/phân tử (chỉ đổi đơn vị từ amu sang g/mol).

M của nước H₂O = 18 g/mol (vì khối lượng phân tử là 18 amu).
M của khí oxygen O₂ = 32 g/mol.
M của CO₂ = 44 g/mol.

**Khối lượng mol (M)** của một chất là khối lượng của **1 mol** chất đó, đơn vị **g/mol**. Điều tiện lợi: *trị số của M bằng đúng khối lượng nguyên tử/phân tử* (chỉ đổi đơn vị từ amu sang g/mol). - M của nước H₂O = 18 g/mol (vì khối lượng phân tử là 18 amu). - M của khí oxygen O₂ = 32 g/mol. - M của CO₂ = 44 g/mol.

Khối lượng mol M chính là khối lượng phân tử đổi đơn vị sang g/mol — tính M là bước đầu của mọi bài toán.

Công thức chuyển đổi giữa m và n

Gọi n là số mol, m là khối lượng (g), M là khối lượng mol (g/mol). Quan hệ:

$n = \dfrac{m}{M} \qquad\text{và}\qquad m = n \times M$

Hiểu đơn giản: khối lượng = số “gói mol” × khối lượng mỗi gói. Từ một trong ba đại lượng n, m, M biết hai cái là tính được cái còn lại.

Gọi **n** là số mol, **m** là khối lượng (g), **M** là khối lượng mol (g/mol). Quan hệ: $$n = \dfrac{m}{M} \qquad\text{và}\qquad m = n \times M$$ Hiểu đơn giản: khối lượng = số “gói mol” × khối lượng mỗi gói. Từ một trong ba đại lượng n, m, M biết hai cái là tính được cái còn lại.

Ví dụ

Ví dụ 1 — Tính số mol từ khối lượng

1
Tính số mol có trong 36 g nước H₂O. Biết M(H₂O) = 18 g/mol.
2
Biết m và M, tìm n: $n = \dfrac{m}{M}$ .
Biết m và M, tìm n: $n = \dfrac{m}{M}$.
3
$n = \dfrac{36}{18} = 2$ (mol).
$n = \dfrac{36}{18} = 2$ (mol).
4
Có 2 mol phân tử nước trong 36 g nước.

Ví dụ

Ví dụ 2 — Tính khối lượng từ số mol

1
Tính khối lượng của 0,5 mol khí CO₂. Biết M(CO₂) = 44 g/mol.
2
Biết n và M, tìm m: m = n × M.
3
m = 0,5 × 44 = 22 (g).
4
0,5 mol CO₂ nặng 22 g.

Ví dụ

Ví dụ 3 — Tính khối lượng mol khi biết m và n

1
Biết 0,25 mol một chất nặng 16 g. Tìm khối lượng mol M của chất đó.
2
Từ $n = \dfrac{m}{M}$ suy ra $M = \dfrac{m}{n}$ .
Từ $n = \dfrac{m}{M}$ suy ra $M = \dfrac{m}{n}$.
3
$M = \dfrac{16}{0,25} = 64$ (g/mol).
$M = \dfrac{16}{0,25} = 64$ (g/mol).
4
M = 64 g/mol — có thể là khí SO₂ hoặc kim loại Cu, tùy đề cho thêm dữ kiện.

Ví dụ

Ví dụ 4 — Tính khối lượng hỗn hợp nhiều chất (exam-style)

1
Một hỗn hợp gồm 0,2 mol bột sắt Fe và 0,3 mol bột đồng Cu. Tính khối lượng của cả hỗn hợp.
2
m(Fe) = n × M = 0,2 × 56 = 11,2 g. m(Cu) = n × M = 0,3 × 64 = 19,2 g.
3
m(hỗn hợp) = m(Fe) + m(Cu) = 11,2 + 19,2 = 30,4 (g).
4
Hỗn hợp nặng 30,4 g. Với bài toán hỗn hợp, luôn tính khối lượng từng chất riêng rồi mới cộng lại — không được cộng số mol của hai chất khác nhau lại với nhau.

Ví dụ

Ví dụ 5 — Bài toán ngược: tìm số mol mỗi chất trong hỗn hợp khi biết tổng khối lượng và tỉ lệ mol

1
Một hỗn hợp gồm Na₂CO₃ (M = 106) và NaCl (M = 58,5) có tổng khối lượng 22,3 g, trong đó số mol NaCl gấp đôi số mol Na₂CO₃. Tính số mol mỗi chất.
2
Gọi số mol Na₂CO₃ là x (mol), khi đó số mol NaCl là 2x (mol) theo đề cho.
3
$106x + 58,5 \times 2x = 22,3 \Rightarrow 106x + 117x = 22,3 \Rightarrow 223x = 22,3$ .
$106x + 58,5 \times 2x = 22,3 \Rightarrow 106x + 117x = 22,3 \Rightarrow 223x = 22,3$.
4
$x = 0,1$ (mol). Vậy n(Na₂CO₃) = 0,1 mol và n(NaCl) = 2 × 0,1 = 0,2 mol. Kiểm tra lại: 0,1 × 106 + 0,2 × 58,5 = 10,6 + 11,7 = 22,3 g ✓.
$x = 0,1$ (mol). Vậy n(Na₂CO₃) = 0,1 mol và n(NaCl) = 2 × 0,1 = 0,2 mol. Kiểm tra lại: 0,1 × 106 + 0,2 × 58,5 = 10,6 + 11,7 = 22,3 g ✓.

Vì sao mol là đơn vị trung tâm của toàn bộ Hóa học

Nếu Hóa học 9 có một khái niệm duy nhất cần nắm chắc trước khi học bất cứ chương nào khác, đó chính là mol. Lý do là mọi phép đo trong phòng thí nghiệm — cân khối lượng, đo thể tích khí, đo nồng độ dung dịch — đều cho ra những con số “thô” (gam, lít, mililít) mà bản thân chúng không nói lên tỉ lệ phản ứng giữa các chất. Chỉ khi đổi tất cả về số mol, ta mới so sánh được các chất theo đúng tỉ lệ mà phương trình hóa học quy định. Nói cách khác, mol là “ngôn ngữ chung” giúp các đại lượng đo được (gam, lít) nói chuyện được với ngôn ngữ của phương trình hóa học (hệ số, tỉ lệ số phân tử). Càng lên các chương sau — tính theo phương trình, nồng độ dung dịch, hiệu suất phản ứng — vai trò trung tâm của mol càng rõ.

Nếu Hóa học 9 có một khái niệm duy nhất cần nắm chắc trước khi học bất cứ chương nào khác, đó chính là **mol**. Lý do là mọi phép đo trong phòng thí nghiệm — cân khối lượng, đo thể tích khí, đo nồng độ dung dịch — đều cho ra những con số “thô” (gam, lít, mililít) mà bản thân chúng không nói lên tỉ lệ phản ứng giữa các chất. Chỉ khi đổi tất cả về **số mol**, ta mới so sánh được các chất theo đúng tỉ lệ mà phương trình hóa học quy định. Nói cách khác, mol là “ngôn ngữ chung” giúp các đại lượng đo được (gam, lít) nói chuyện được với ngôn ngữ của phương trình hóa học (hệ số, tỉ lệ số phân tử). Càng lên các chương sau — tính theo phương trình, nồng độ dung dịch, hiệu suất phản ứng — vai trò trung tâm của mol càng rõ.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Lỗi thường gặp

Hãy dùng đúng khối lượng mol M (g/mol), không lấy nhầm khối lượng của một nguyên tố lẻ. Với O₂ phải dùng M = 32, không phải 16; với H₂ là 2, không phải 1. Ở bài toán hỗn hợp, lỗi hay gặp là cộng số mol của hai chất khác nhau rồi nhân với một khối lượng mol chung — điều này chỉ đúng khi hai chất trùng nhau.

Nhìn lại cả năm ví dụ trong bài, ta thấy công thức n = m/M chỉ là một quan hệ đơn giản giữa ba đại lượng — nhưng nó mở ra rất nhiều dạng bài khác nhau tùy vào việc đề bài giấu ẩn số nào: có khi giấu n (Ví dụ 1), có khi giấu m (Ví dụ 2), có khi giấu M (Ví dụ 3), và có khi đề bài cho một hệ điều kiện phức tạp hơn đòi hỏi lập phương trình đại số (Ví dụ 5). Kỹ năng quan trọng nhất không phải là nhớ công thức, mà là nhận diện đúng đại lượng nào đề đã cho, đại lượng nào đang hỏi, từ đó chọn đúng biến thể của công thức để áp dụng.

Nhìn lại cả năm ví dụ trong bài, ta thấy công thức n = m/M chỉ là một quan hệ đơn giản giữa ba đại lượng — nhưng nó mở ra rất nhiều dạng bài khác nhau tùy vào việc đề bài giấu ẩn số nào: có khi giấu n (Ví dụ 1), có khi giấu m (Ví dụ 2), có khi giấu M (Ví dụ 3), và có khi đề bài cho một hệ điều kiện phức tạp hơn đòi hỏi lập phương trình đại số (Ví dụ 5). Kỹ năng quan trọng nhất không phải là nhớ công thức, mà là **nhận diện đúng đại lượng nào đề đã cho, đại lượng nào đang hỏi**, từ đó chọn đúng biến thể của công thức để áp dụng.

Ghi nhớ

Mol = gói 6,022 × 10²³ hạt. M (g/mol) = khối lượng phân tử đổi đơn vị. n = m/M, m = n × M, M = m/n. Với hỗn hợp, tính khối lượng từng chất rồi cộng lại.

Với chất khí, ngoài khối lượng người ta còn hay đo thể tích — bài sau sẽ học cách đổi giữa số mol và thể tích khí.