Tabla de Contenidos
Trong một phản ứng hóa học , tỉ lệ mol là tỉ lệ giữa số mol của chất này với số mol của chất khác . Một phản ứng hóa học có thể có một hoặc nhiều tỷ lệ mol, tùy thuộc vào số lượng hóa chất tham gia. Các mối quan hệ mol này dựa trên phương trình hóa học đã cân bằng và có thể được viết cho bất kỳ cặp chất nào có liên quan, có thể là chất phản ứng hoặc sản phẩm.
Trong tất cả các trường hợp cần sử dụng tỷ lệ mol, bước đầu tiên luôn là viết và điều chỉnh phương trình hóa học của phản ứng đang xét. Điều này là do các tỷ lệ mol được lấy trực tiếp từ các hệ số cân bằng hóa học của phương trình hóa học đã cân bằng.
Công dụng của tỉ lệ mol
Tỷ lệ mol được sử dụng trong hóa học, và đặc biệt là trong phép cân bằng hóa học, để chuyển đổi số mol của một chất thành số mol của một chất khác. Nói cách khác, tỷ lệ mol đóng vai trò là yếu tố chuyển đổi giữa các mol của các loài khác nhau có liên quan đến phản ứng hóa học .
Mỗi tỷ lệ mol có thể được viết theo hai cách khác nhau, tùy thuộc vào chất nào trong số hai chất được đề cập trước, nhưng cả hai tỷ lệ đều thể hiện chính xác cùng một thứ.
Ví dụ : nếu nói rằng, trong phản ứng đốt cháy butan, butan và oxy phản ứng theo tỷ lệ mol 1:4 (đọc một đến bốn), điều này có nghĩa là cứ 4 mol oxy thì có 1 mol butan phản ứng. Mối quan hệ tương tự này cũng có thể được biểu thị ngược lại, nói rằng oxy và butan phản ứng theo tỷ lệ mol 4:1. Trong trường hợp này, ý nghĩa hoàn toàn giống với ý nghĩa trước đó: cứ 4 mol oxy thì có 1 mol butan phản ứng.
Tỷ lệ nốt ruồi và số liệu quan trọng
Một điểm quan trọng cần xem xét khi sử dụng tỷ lệ nốt ruồi trong tính toán cân bằng hóa học là số lượng các số liệu quan trọng mà chúng có.
Vì các tỷ lệ mol này thu được từ các hệ số cân bằng hóa học của phản ứng hóa học phù hợp và đây là các số nguyên, nên các số được sử dụng trong tỷ lệ mol cũng được coi là các số nguyên.
Cần nhớ rằng loại số này có vô số chữ số có nghĩa, vì vậy khi được sử dụng trong bất kỳ phép tính nào, tỷ lệ mol không ảnh hưởng đến số chữ số cuối cùng mà kết quả phải được làm tròn.
Ví dụ về việc sử dụng tỷ lệ mol
Dưới đây là một số ví dụ về việc sử dụng tỷ lệ mol để giải quyết các loại vấn đề khác nhau liên quan đến phản ứng hóa học.
Trường hợp 1: Tỉ lệ mol giữa hai chất phản ứng
Đề bài: Giả sử đối với phản ứng đốt cháy etan (C 2 H 6 ), yêu cầu xác định xem 3,75 mol etan phản ứng với bao nhiêu mol khí oxi (O 2 ).
Lời giải: Vì cái được yêu cầu tính là số mol của một chất từ số mol của một chất khác, trong đó cả hai có liên quan với nhau bằng phản ứng hóa học ( đốt cháy ), nên vấn đề này có thể được giải dễ dàng bằng cách sử dụng mối quan hệ mol giữa etan và oxi. Điều này chỉ bao gồm ba bước đơn giản:
Bước 1: Viết phương trình hóa học đã cân bằng
Vì là phản ứng đốt cháy của etan nên ta tiến hành viết phương trình etan phản ứng với oxi tạo ra khí cacbonic và nước:
hoặc, chỉ sử dụng số nguyên:
Bước 2: Viết tỉ lệ mol tương ứng
Vì tỷ lệ mol quan tâm là tỷ lệ etan với oxy và các hệ số tương ứng của chúng là 2 và 7, nên tỷ lệ mol của etan với oxy là 2:7. Điều này cũng có thể được viết dưới dạng một phương trình toán học:
Đẳng thức bên phải cho thấy rằng hai phân số bất kỳ đều bằng 1, vì vậy chúng có thể được sử dụng làm thừa số chuyển đổi đơn vị khi cần.
Bước 3: Sử dụng tỷ lệ nốt ruồi làm hệ số chuyển đổi
Bây giờ bạn đã có hai hệ số chuyển đổi giữa ethane và oxy cho phản ứng đốt cháy của nguyên tố trước, một trong số chúng có thể được sử dụng để thu được giải pháp cho vấn đề. Cái nào được sử dụng phụ thuộc vào những gì được yêu cầu và dữ liệu nào có sẵn. Trong trường hợp này, số mol oxy được yêu cầu và số mol etan được cung cấp, vì vậy hệ số chuyển đổi thứ hai được sử dụng:
Vậy để đốt cháy hoàn toàn 3,75 mol etan cần 13,1 mol oxi phân tử.
Trường hợp 2: Tỉ lệ số mol giữa chất phản ứng và sản phẩm
Bài toán: Đối với phản ứng nổ thuốc nổ dưới đây, hãy cho biết tỷ lệ mol giữa nitroglycerin (C 3 H 5 N 3 O 9 ) và từng sản phẩm.
Giải pháp: Như có thể thấy, phương trình trước đó không cân bằng, vì vậy bước đầu tiên sẽ là cân bằng nó. Khi điều đó được thực hiện, mỗi mối quan hệ mol giữa chất phản ứng và sản phẩm của phản ứng, là bốn, được viết trực tiếp. Phản ứng phù hợp là:
Bây giờ, tất cả các tỷ lệ mol có thể được viết:
- Tỷ lệ giữa nitroglycerin và nitơ (N 2 ) là 4:6 hoặc 2:3, nghĩa là cứ 2 mol nitroglycerin bị phân hủy thì tạo ra 3 mol nitơ.
- Tỷ lệ nitroglycerin và carbon dioxide (CO 2 ) là 4:12 hoặc 1:3, có nghĩa là cứ 2 mol nitroglycerin bị phân hủy thì tạo ra 3 mol carbon dioxide.
- Tỷ lệ giữa nitroglycerin và oxy (O 2 ) là 4:1, nghĩa là cứ 4 mol nitroglycerin bị phân hủy thì tạo ra 1 mol oxy.
- Tỷ lệ nitroglycerin với nước (H 2 O) là 4:10 hoặc 2:5, nghĩa là cứ 2 mol nitroglycerin phân hủy thì tạo ra 5 mol nước.
Người giới thiệu
Cân bằng hóa học của các phản ứng. (2020, ngày 30 tháng 10). Lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1821
Cân bằng hóa học của các chất khí, hỗn hợp và phản ứng. (2020, ngày 30 tháng 10). Lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1870
Gutierrez-Avella, DM, & Guardado-Perez, JA (2010). Các cách biểu thị thành phần hóa học trong SI. Giáo dục Hóa học , 21 (1), 47–52. https://doi.org/10.1016/s0187-893x(18)30072-7
Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., Robinson, WR, (2019). Hóa học 2e. Lấy từ https://openstax.org/books/chemology-2e/pages/1-1-chemology-in-context
