Công thức tính nồng độ đương lượng

Chuyên đề Hóa học: Công thức tính nồng độ đương lượng được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh tham khảo. Nội dung tài liệu cung cấp cho các em khái niệm nồng độ đương lượng, công thức tính nồng độ đương lượng, bài tập vận dụng tính nồng độ đương lượng kèm bài tập minh họa cho các em vận dụng.

I. Nồng độ đương lượng là gì?

Đương lượng là đơn vị đo lường dùng được dùng trong hóa học và sinh học. Đương lượng dùng để đo lường khả năng một chất kết hợp với các chất khác. Đương lượng thường được dùng khi nói về nồng độ chuẩn.

Đương lượng của một nguyên tố hay một chất là phần khối lượng nguyên tử hay phân tử tương ứng của một đơn vị hóa trị. Đó là phần khối lượng nhỏ nhất của mỗi chất tác dụng với nhau trong phản ứng hóa học.

Đương lượng gram của 1 chất là khối lượng của chất đó có thể thay thế hay phản ứng vừa hết với 1 gram hydroen.

Đương lượng gram của một chất không phải là 1 giá trị nhất định mà nó thay đổi theo từng phản ứng cụ thể. Nồng độ đương lượng còn có tên gọi khác là nồng độ đương lượng gram.

Ví dụ:

Đương lượng gam của oxyen là 8, vì nguyên tử khối của oxi là 16, và nó có hóa trị 2 trong các hợp chất. Đương lượng gam của hiđro là 1, vì nguyên tử khối của hiđro là 1, và nó có hóa trị 1 trong mọi hợp chất phổ biến.

Còn đối với các chất phức tạp như axit, bazơ, muối, thì đương lượng được xác định bằng cách lấy phân tử khối của chất đó chia cho số nguyên tử hiđro trong axit, số nhóm OH trong bazơ, số đơn vị hóa trị dương (hay âm) ứng với một phân tử muối.

Ví dụ:

Nồng độ đương lượng của H₂SO₄ là 98 : 2 = 49 (đvC), vì trong 1 phân tử H₂SO₄ có 2 nguyên tử H.

Nồng độ đương lượng còn có tên gọi khác là nồng độ đương lượng gram,

II. Công thức tính nồng độ đương lượng

1. Công thức tính số đương lượng gam

\(Số \: đương \:lượng\: gam =\frac{m (gam)}{E (gam)}\)

Trong đó:

• E là đương lượng gram của chất (gam)
• m là khối lượng của chất (gam)

2. Công thức tính nồng độ đương lượng C_N

\(C_{N} =\frac{m.1000}{E.V}\)

Trong đó

• m khối lượng chất tan (gam)
• E là đương lượng gram của chất tan (gam)
• Vdd là thể tích dung dịch (ml)
• C_N là nồng độ đương lượng của dung dịch (N)

Áp dụng quy tắc “tích số mol và hóa trị của các chất tham gia phản ứng là bằng nhau” để tính các bài toán hỗn hợp nhiều chất cùng loại phản ứng với nhau sẽ chuyển bài toán từ phức tạp nhiều phản ứng theo thứ tự ưu tiên thành bài toán đơn giản.

III. Định luật đương lượng

Nội dung: Trong 1 phản ứng hóa học, hai chất phản ứng vừa đủ với nhau thì có số đương lượng gam bằng nhau.

Thiết lập biểu thức của định luật

V1 ml dung dịch A có nồng độ N1 → số đương lượng gam

V2 ml dung dịch A có nồng độ N2 → số đương lượng gam

Dung dịch A tác dụng vừa đủ với B

Số đương lượng gam A = số đương lượng gam B

Trong đó:

N1, V1 tương ứng là nồng độ đương lượng, thể tích của dung dịch thứ nhất

N2, V2 tương ứng là nồng độ đương lượng, thể tích của dung dịch thứ hai

IV. Mối quan hệ giữa các loại nồng độ

Quan hệ giữa nồng độ mol/lít và nồng độ đương lượng

Hòa tan m gam chất tan A có khối lượng mol phân tử M, đương lượng gam D vào thể tích V lít dung dịch. Khi đó nồng độ của chất A trong dung dịch là:

Tính theo nồng độ mol/lít:

Tính theo nồng độ đương lượng:

Vậy ta có: C_N = C_M.n

Trong đó: C_N là nồng độ đương lượng gam/lit của dung dịch (N)

C_M là nồng độ mol/lit của dung dịch (M)

n: Tùy thuộc vào từng phản ứng của dung dịch

V. Bài tập ví dụ minh họa

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Ta có n_HCl.1 + n_H2SO4.2 = n_NaOH.1 + n_Ba(OH)2.2

=> 0,1 (0,1.1 + 0,15.2) = V. (0,12.1 + 0,04.2) => V = 0,2 lít = 200 ml

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_H2SO4.2 + _nHCl.1 = n_NaOH. 1

=> 0,2.2.C_MH2SO4 + 0,1.0,5.1 = 0,3.1.C_MNaOH (1)

Dung dịch D có H₂SO₄ dư, nên lượng H₂SO₄ ban đầu phản ứng vừa đủ với NaOH và Ba(OH)₂

=> n_H2SO4 .2 = n_NaOH . 1 + n_Ba(OH)2.2

=> 0,3.2.C_MH2SO4 = 0,2.1.CM_NaOH + 0,2.0,5.2 (2)

Từ (1) và (2) => C_MH2SO4 = 0,7M; C_MNaOH = 1,1M

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phản ứng của H₂SO₄ với kiềm NaOH:

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

Như vậy, 1 mol H₂SO₄ phân ly ra 2 ion H+ để kết hợp với 2 ion OH- của NaOH. Nên đương lượng gam của dung dịch H₂SO₄ 98% , d = 184 g/ml là:

1000.1,84 = 1840 gam

Khối lượng H₂SO₄ nguyên chất có trong 1 lít dung dịch H₂SO₄ 98%, d = 1,84 g/ml là: 1840.98% = 1803,2 gam

Nồng độ đương lượng gam/lít của dung dịch H₂SO₄ 98% là:

Vậy dung dịch H₂SO₄ 98%, d= 1,84 gam/ml tương đương với nồng độ CN = 36,8N

Thường dùng nồng độ đương lượng để biểu diễn nồng độ của dung dịch chuẩn, bởi vì dùng loại đơn vị nà rất dễ tính nồng độ hay hàm lượng của các chất cần xác định.

VI. Bài tập vận dụng công thức tính nồng độ đương lượng

Câu 1. Tính nồng độ đương lượng của dung dịch H₂SO₄ 20% biết d = 1,14g/ml

Hướng dẫn giải bài tập chi tiết

Giải thích các bước giải:

+ C% = m_ct/m_dd .100% = mct/(d.Vdd) .100% (1)

Công thức tính nồng độ đương lượng gram là: E = M/n

+ Trong đó: E là nồng độ đương lượng gram

M là khối lượng mol

n (trong trường hợp axit) là số nguyên tử H trong axit

(2)

Công thức tính nồng độ đương lượng C_N là:

(3)

+ Trong đó: m_ct là khối lượng chất tan nguyên chất

E là nồng độ đương lượng gram

V_dd là thể tích dung dịch

⇒ Từ (1), (2), (3) ta có:

Câu 2. Hòa tan 5 mol HCl thành 10 lít dung dịch. Tính nồng độ đương lượng gam/lít của dung dịch

Hướng dẫn giải bài tập chi tiết

Khối lượng của 5 mol HCl là:

a = 5.M_HCl

Nồng độ CN của dung dịch HCl là:

Câu 3. Tính nồng độ đương lượng của dung dịch H₂SO₄ 98%, d = 1,84 g/ml trong phản ứng với kiềm NaOH

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phản ứng của H₂SO₄ với kiềm NaOH:

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

Như vậy, 1 mol H₂SO₄ phân ly ra 2 ion H⁺ để kết hợp với 2 ion OH^- của NaOH.

Nên đương lượng gam của dung dịch H₂SO₄ là D = 98/2 = 49 gam

Khối lượng của 1 lít dung dịch H₂SO₄ 98%, d= 1,84g/ml là:

1000.1,84 = 1840 gam

Khối lượng H₂SO₄ nguyên chất có trong 1 lít dung dịch H₂SO₄ 98%, d = 1,84 g/ml là: 1840.98% = 1803,2 gam

Nồng độ đương lượng gam/it của dung dịch H₂SO₄ 98% là:

Vậy dung dịch H₂SO₄ 98%, d = 1,84g/ml tương đương với nồng độ C_N = 36,8N

Thường dùng nồng độ đương lượng để biểu diễn nồng độ của các dung dịch chuẩn, bở vì dùng loại đơn vị nồng độ này rất dễ tính nồng độ hay hàm lượng của các chất cần xác định.

Câu 4. Trong phản ứng 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O

Dung dịch NaOH và dung dịch H₂SO₄ đều có nồng độ 0,02M. Hãy tính nồng độ đương lượng gam/lít của cả 2 dung dịch đó?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

1 mol NaOH phân li ra 1 ion OH^- nên NaOH = 1

Do đó nồng độ CN của dung dịch NaOH là:

C_N = C_M .n = 0,02.1 = 0,02 N

Tương tự, 1 mol H₂SO₄ phân ly ra 2 ion H⁺ nên ta có nồng độ của dung dịch H₂SO₄ là:

C_N = C_M.n = 0,02.2 = 0,04 N

Câu 5. Cho 15,5 ml dung dịch Na₂CO₃ 0,1M phản ứng vừa đủ với 20 ml dung dịch H₂SO₄ tạo ra CO₂? Tính nồng độ C_M, C_N của dung dịch H₂SO₄ trong phản ứng đó?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phương trình phản ứng giữa Na₂CO₃ à H₂SO₄ đến CO₂ là

Na₂CO₃ + H₂SO₄ ⇒ Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

Số mol Na₂CO₃ tham gia vào phản ứng là:

n = C_M.V = 0,1.15.5/1000 = 0,00155 mol

Theo phương trình số mol Na₂CO₃ tham gia phản ứng bằng số mol H₂SO₄ nên số mol H₂SO₄ trong dung dịch là 0,00155 mol

Nồng độ của dung dịch H₂SO₄ là:

C_M = n/V = 0,00155.1000/20 = 0,0775 M

Trong phản ứng, cứ 1 mol H₂SO₄ phân li ra 2 ion H⁺ nên ta có nồng độ đương lượng của dung dịch H₂SO₄ là:

C_N = C_M.n = 0,0775.2 = 0,155N

V. Bài tập vận dụng liên quan

(8 câu)

Chi tiết tài liệu nằm trong FILE TẢI VỀ

................................