Cách tính nồng độ đương lượng (2024) chính xác, có đáp án.

Lý thuyết, bài tập công thức tính nồng độ đương lượng

1. Lý thuyết

1.1 Khái niệm

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 hydro.

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.

1.2 Công thức tính nồng độ đương lượng

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

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
• Vdd là thể tích dung dịch (ml)
• CN 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.

1.3 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: CN = CM.n

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

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

n: Tùy thuộc vào từng phản ứng của dung dịch

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: 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 CM, CN của dung dịch H₂SO₄ trong phản ứng đó?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Phương trình phản ứng giữa Na₂CO₃ và 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

Ví dụ 1: 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

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

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

3. Bài tập vận dụng

Hướng dẫn giải bài tập chi tiết

Ta có: $n_{HCl}.1+n_{H_{2}S{O}_4}.2=n_{NaOH}.1+n_{Ba{\left(OH\right)}_2}.2$ 

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

Hướng dẫn giải bài tập chi tiết

$$\begin{gathered} n_{H_{2}S{O}_4}.2+n_{HCl}.1=n_{NaOH}.1 \\ \Rightarrow 0,2.2.C_{M \left(H_{2}S{O}_4\right)}+0,1.0,5.1=0,3.1.C_{M \left(NaOH\right)} \left(1\right) \end{gathered}$$

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

=> $n_{H_{2}S{O}_4}.2=n_{NaOH}.1+n_{Ba{\left(OH\right)}_2}.2$

=> $0,3.2.C_{M \left(H_{2}S{O}_4\right) }= 0,2.1.C_{M \left(NaOH\right)}+ 0,2.0,5.2 \left(2\right)$

Từ (1) và (2) => $C_{M \left(H_{2}S{O}_4\right)}=0,7M; C_{M \left(NaOH\right)}=1,1M$

Hướng dẫn giải bài tập 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 C_N = 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.

Câu 4: 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% = $\frac{m_{ct}}{m_{dd}}.100\%=\frac{m_{ct}}{d.V_{dd}}.100\%$ (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: mct là khối lượng chất tan nguyên chất

E là nồng độ đương lượng gram

Vdd là thể tích dung dịch

⇒ Từ (1), (2), (3) ta có:

Câu 5: 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.MHCl 

Nồng độ C_N của dung dịch HCl là:

Câu 6: 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 7: Trong phản ứng 2NaOH + H₂SO₄  → Na₂SO₄ + 2H₂O

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

Xem thêm các dạng bài tập Hóa Học khác:

Cách xác định hóa trị (2024) chính xác nhất

Cách tính nguyên tử khối trung bình (2024) chi tiết, có đáp án

Cách tính số mol (2024) chi tiết, có đáp án

Cách nhận biết các chất hóa học (2024) chính xác nhất

Cách đọc tên các chất hóa học (2024) chi tiết, chính xác nhất