Công thức tính nồng độ đương lượng

Công thức tính nồng độ đương lượng là tài liệu rất hữu ích mà hôm nay Download.vn muốn giới thiệu đến quý thầy cô cùng các bạn học sinh lớp 9 tham khảo.

Bạn đang đọc: Công thức tính nồng độ đương lượng

Tài liệu tổng hợp kiến thức về công thức tính nồng độ đương lượng, mối quan hệ giữa các loại nông độ, ví dụ minh họa kèm theo 1 số dạng bài tập có đáp án kèm theo. Thông qua tài liệu này giúp các bạn học sinh lớp 9 tham khảo, hệ thống lại kiến thức để giải nhanh các bài tập Hóa học 9. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng theo dõi tại đây.

Công thức tính nồng độ đương lượng đầy đủ nhất

I. Công thức tính nồng độ đương lượng

1. Công thức tính nồng độ đương lượng CN

Trong đó:

• Mm chất tan là khối lượng chất tan nguyên chất (gram)
• D là đương lượng gram của chất
• V_dd là thể tích dung dịch (ml)
• C_N là nồng độ đương lượng của dung dịch N nào đó.

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.

2. Công thức tính nồng độ đương lượng gram

Trong đó:

• D là đương lượng gram
• n là số mol
• M là khối lượng

Cách để xác định n là:

• Nếu là axit thì n là số H⁺ có trong phân tử axit
• Nếu là bazơ thì n là số nhóm OH^– có trong phân tử bazơ
• Nếu là muối thì n bằng tổng số hóa trị của các nguyên tử kim loại có trong muối.
• Nếu là chất oxi hóa hoặc chất khử thì n là số electron nhận hay cho của chất đó

II. 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

III. Ví dụ minh họa công thức tính nồng độ đương lượng

Ví dụ 1: Dung dịch X gồm HCl 0,1M và H₂SO₄ 0,15 M. Dung dịch Y gồm NaOH 0,12 M và Ba(OH)₂ 0,04M. Tính thể tích Y cần để trung hòa 100 ml X.

Gợi ý đáp án 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

Ví dụ 2: Có hai dung dịch; H₂SO₄ (dung dịch A), và NaOH (dung dịch B). Trộn 0,2 lít A với 0,3 lít B được dung dịch C. Để trung hòa C cần dùng 100 ml dung dịch HCl 0,5M. Trộn 0,3 lít A với 0,2 lít B được dung dịch D. Để trung hòa D cần dùng 200 ml dung dịch Ba(OH)₂ 0,5M. Tính nồng độ mol/l của A và B. Dung dịch C có dư NaOH, nên lượng NaOH ban đầu phản ứng vừa đủ với H₂SO₄ và HCl

Gợi ý đáp án 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

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

Gợi ý đáp án

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.

IV. Bài tập tính nồng độ đương lượng

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

Gợi ý đáp án

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

Gợi ý đáp án

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

Gợi ý đáp án

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?

Gợi ý đáp án

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?

Gợi ý đáp án

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

Câu 6. Tính nồng độ mol/lít và nồng độ đương lượng gam/lit của dung dịch H₂SO₄ 14% d = 1,08 g/ml khi cho dung dịch đó phản ứng với Ca

Gợi ý đáp án

H₂SO₄ + Ca → CaSO₄ + H₂

Từ phương trình phản ứng oxi hóa khử trên cho thấy, 1 phân tử chất oxi hóa H₂SO₄ thêm 2e nên đương lương gam của H₂SO₄ là:

D = M/n = 98/2 = 49 gam

Áp dụng công thức tính nồng độ C_M, C_N của dung dịch H₂SO₄ khi biết nồng độ phần trăm khối lượng C5 = 14% khối lượng riêng d = 1,08 g/ml ta có

C_M = (C%.d.10)/M = (14.1,08.10/98 = 1,54M

C_N = (C%.d.10)/D = (14.1,08.10/49 = 3,08 N