Phương trình hóa học và nồng độ mol

Kiến thức cần nhớ

**1. Phương trình hóa học biểu diễn điều gì?** Phương trình hóa học cho biết **chất phản ứng**, **sản phẩm** và **tỉ lệ số mol** giữa các chất. Ví dụ: $N_2+3H_2\rightarrow2NH_3$ cho biết 1 mol $N_2$ phản ứng theo tỉ lệ với 3 mol $H_2$ để tạo 2 mol $NH_3$. Các hệ số biểu diễn tỉ lệ, không khẳng định mọi lượng ban đầu đều phản ứng hết.

**2. Phân biệt hệ số và chỉ số** - **Chỉ số** nằm ở góc dưới bên phải kí hiệu nguyên tố, là một phần của công thức chất. Trong $H_2O$, chỉ số 2 cho biết mỗi phân tử có 2 nguyên tử H. - **Hệ số** đặt trước toàn bộ công thức, cho biết số đơn vị chất theo tỉ lệ phương trình. $2H_2O$ chứa tổng cộng 4 H và 2 O. Khi cân bằng chỉ được thay đổi **hệ số**. Đổi $H_2O$ thành $H_2O_2$ là đổi sang chất khác, không phải cân bằng phương trình.

**3. Nguyên tắc cân bằng phương trình** Trong phản ứng hóa học, nguyên tử không tự sinh ra hoặc mất đi. Vì vậy, số nguyên tử của **từng nguyên tố** phải bằng nhau ở hai vế. Quy trình cơ bản: 1. Viết đúng công thức các chất. 2. Đếm nguyên tử ở hai vế. 3. Đặt hệ số nguyên thích hợp trước công thức. 4. Rút gọn về bộ hệ số nguyên tối giản. 5. Kiểm tra lại tất cả nguyên tố và điện tích nếu có ion. Ví dụ: $N_2+H_2\rightarrow NH_3$. Bảo toàn N trước: đặt 2 trước $NH_3$; khi đó vế phải có 6 H nên đặt 3 trước $H_2$.

**4. Nồng độ mol** Nồng độ mol cho biết số mol chất tan có trong một lít dung dịch: $C_M=\frac{n}{V}$ Trong đó $C_M$ có đơn vị $\mathrm{mol/L}$ hoặc M, $n$ là số mol chất tan và $V$ là **thể tích dung dịch tính bằng lít**. Các biến đổi thường dùng: $n=C_MV,\qquad V=\frac{n}{C_M}$ Cần phân biệt thể tích **dung dịch** với thể tích dung môi.

**5. Đổi đơn vị trước khi tính** $1\,\mathrm{L}=1000\,\mathrm{mL},\qquad V(\mathrm{L})=\frac{V(\mathrm{mL})}{1000}$ Ví dụ: 0,20 mol chất tan trong 500 mL dung dịch có: $V=0{,}500\,\mathrm{L};\qquad C_M=\frac{0{,}20}{0{,}500}=0{,}40\,\mathrm{M}$ Nếu thay trực tiếp 500 vào công thức, kết quả sẽ sai 1000 lần.

**6. Liên hệ phương trình với số mol và nồng độ** Sau khi phương trình đã cân bằng, hệ số cho tỉ lệ mol: $\frac{n_A}{a}=\frac{n_B}{b}=\frac{n_C}{c}$ cho phản ứng $aA+bB\rightarrow cC$. Nếu dữ kiện cho nồng độ và thể tích, trước hết đổi về mol bằng $n=CV$, dùng tỉ lệ phương trình, rồi mới đổi đại lượng cần tìm. Không dùng trực tiếp tỉ lệ hệ số cho khối lượng hoặc nồng độ khi chưa quy đổi thích hợp.

**7. Cách nhận dạng và tự kiểm tra** - Có công thức chưa cân bằng → bảo toàn từng nguyên tố bằng hệ số. - Có $n$ và $V$ dung dịch → nghĩ đến $C_M=n/V$. - Có $C_M$ và $V$ → tính mol bằng $n=C_MV$. - Có nhiều chất trong phản ứng → cân bằng trước, sau đó dùng tỉ lệ mol. Tự kiểm tra: công thức chất có bị thay đổi không; hai vế đã bảo toàn mọi nguyên tố chưa; thể tích đã đổi sang lít chưa; đơn vị kết quả có đúng không.

**8. Lỗi cần loại bỏ** - Thay chỉ số trong công thức để làm số nguyên tử bằng nhau. - Cân bằng một nguyên tố nhưng quên kiểm tra lại nguyên tố đã cân bằng trước đó. - Hiểu hệ số là số mol thực tế luôn có trong bình. - Dùng mL trực tiếp trong $C_M=n/V$. - Nhầm thể tích dung dịch với thể tích dung môi. - Dùng tỉ lệ khối lượng theo hệ số thay cho tỉ lệ mol.

Dấu hiệu nhận biết

• Có phương trình hóa học, số mol, thể tích hoặc nồng độ mol.
• Cần kiểm tra bảo toàn nguyên tố hoặc tỉ lệ hệ số.

Các bước làm bài

• Kiểm tra phương trình đã cân bằng và phân biệt hệ số với chỉ số.
• Đổi dữ kiện về mol; sử dụng $C_M=n/V$ khi cần.
• Giữ đơn vị thể tích là lít trước khi tính nồng độ.

Lỗi thường gặp

• Thay đổi chỉ số trong công thức để cân bằng phương trình.
• Dùng mililít trực tiếp trong công thức $C_M=n/V$.