Mol là gì? Khối lượng Mol là gì? Thể tích Mol của chất khí tính như thế nào?... là bài học quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 8 của Bộ Giáo dục & Đào tạo. Nhằm giúp các bạn học sinh nắm vững kiến thức về bài học này, Monkey đã tổng hợp thông tin cụ thể trong bài viết dưới đây.
Mol là gì?
Kích thước và khối lượng của nguyên tử, phân tử là rất nhỏ, chúng ta không thể đo đếm chúng được. Tuy nhiên, trong Hóa học đòi hỏi cần phải xác định rõ có bao nhiêu nguyên tử/ phân tử và khối lượng, thể tích của chúng tham gia và tạo thành trong một phản ứng hóa học.
Để đáp ứng yêu cầu này, các nhà khoa học trên thế giới đã đề xuất khái niệm cho các hạt vi mô [hạt vô cùng nhỏ] đó chính là MOL.
Vậy Mol là gì? Sách Giáo khoa Hóa học 8 [trang 63] định nghĩa: “Mol là lượng chất có chứa 6.1023 nguyên tử hoặc phân tử của chất đó. Con số 6.1023 được gọi là Avogadro và được ký hiệu là N".
.jpg]
Ví dụ về Mol:
- Một Mol nguyên tử nhôm là một lượng nhôm có chứa N nguyên tử Al.
- Một Mol phân tử nước là một lượng nước có chứa N phân tử H2O.
- Mol được chia thành 2 loại là Mol phân tử và Mol nguyên tử.
Khối lượng Mol là gì?
Cũng theo Sách Giáo khoa Hóa học 8 [trang 63]: “Khối lượng mol ký hiệu là M của một chất là khối lượng tính bằng gam của N nguyên tử hoặc phân tử chất đó".
Khối lượng mol nguyên tử hay phân tử của một chất có cùng số trị với nguyên tử khối hay phân tử khối của chất đó. Đơn vị khối lượng Mol được ký hiệu là g/mol.
Ví dụ:
- Khối lượng mol nguyên tử hidro: MH = 1 g/mol.
- Khối lượng mol phân tử oxi: MO2 = 32 g/mol.
Thể tích Mol của chất chất khí là gì?
Ngoài khái niệm mol là gì? Thể tích mol của chất khí là khái niệm nhận được nhiều lượt tìm kiếm của các bạn học sinh.
Sách Giáo khoa Hóa học 8 định nghĩa “Thể tích mol của chất khí là thể tích chiếm bởi N phân tử của chất khí đó”. Thực tế, Một mol của bất kì chất khí nào trong cùng một điều kiện về nhiệt độ, áp suất đều chiếm những thể tích bằng nhau. Ở điều kiện tiêu chuẩn [nhiệt độ 0 độ C và áp suất 1 atm] thì thể tích đó là 22, 4 lít.
Những chất khí khác nhau thường có khối lượng mol khác nhau nhưng thể tích mol của chúng [khi đo cùng nhiệt độ và áp suất] là như nhau.
Ví dụ:
Khối lượng mol của H2 là 2 g/mol; Khối lượng mol của CO2 là 44 g/mol. Nếu ở điều kiện tiêu chuẩn thể tích của H2 và CO2 bằng nhau [cùng bằng 22,4 lít].
Xem thêm: Định luật bảo toàn khối lượng - Khái niệm, nội dung và áp dụng
Bài tập thực hành củng cố kiến thức về mol
Bài số 1: Số Avogadro và ký hiệu là gì?
- 6.1023, A
- 6.1023, A
- 6.1023, N
- 6.1024, N
Đáp án đúng: 6.1023, N
Bài số 2: Tìm khối lượng của 1 mol nguyên tử Cu và 1 mol phân tử CuO
Đáp án: MCu = 64g ; MCUO = [64 + 16]g = 80g.
Vậy là chúng ta đã tìm hiểu về chuyên đề mol là gì? Khối lượng mol là gì? Cách tính khối lượng mol chất. Các bạn hãy theo dõi Monkey thường xuyên để cập nhật những kiến thức Hóa học và các môn học khác thường xuyên nhé.
Khối lượng vừa là một đặc tính của vật thể vật lý vừa là thước đo khả năng chống lại gia tốc của nó [sự thay đổi trạng thái chuyển động của nó] khi một lực ròng được áp dụng. Khối lượng của một vật thể cũng xác định sức mạnh của lực hấp dẫn của nó đối với các vật thể khác. Đơn vị khối lượng SI cơ bản là kilôgam [kg].
Trong vật lý, khối lượng khác trọng lượng, mặc dù khối lượng thường được đo bằng cân lò xo hơn là cân thăng bằng đòn bẩy so với một vật mẫu. Một vật sẽ nhẹ hơn khi ở trên mặt trăng so với Trái Đất, tuy vậy nó vẫn sẽ có cùng một lượng vật chất. Điều này là do trọng lượng là một lực, còn khối lượng là một tính chất [cùng với trọng lực] quyết định độ lớn của lực này.
Trong cơ học cổ điển, khái niệm khối lượng có thể hiểu là số vật chất có trong một vật. Mặc dù vậy, trong trường hợp vật di chuyển rất nhanh, thuyết tương đối hẹp phát biểu rằng động năng sẽ trở thành một phần lớn khối lượng. Do đó, tất cả các vật ở trạng thái nghỉ sẽ có cùng một mức năng lượng, và tất cả các trạng thái năng lượng cản trở gia tốc và các lực hấp dẫn. Trong vật lý hiện đại, vật chất không phải là một khái niệm cơ bản vì định nghĩa của nó khá là khó nắm bắt.
Hiện tượng[sửa | sửa mã nguồn]
Có một số hiện tượng khác biệt có thể được sử dụng để đo khối lượng. Mặc dù một số nhà lý thuyết đã suy đoán rằng một số hiện tượng có thể là độc lập với nhau, các bài kiểm tra hiện tại không tìm thấy sự khác nhau trong kết quả mặc dù được đo như thế nào:
- Khối lượng quán tính đo khả năng chống đối của vật đối với một lực tạo gia tốc [đại diện bởi mối quan hệ F = ma ].
- Khối trọng lực chủ động đo trọng lực do vật tác dụng.
- Khối trọng lực bị động đo trọng lực tác dụng lên vật trong một trường hấp dẫn đã biết.
Khối lượng của một vật quy định gia tốc của một vật nếu vật đó bị tác động bởi ngoại lực. Quán tính và khối lượng quán tính miêu tả cùng một tính chất vật lí cả về hai mặt định tính và định lượng. Theo như các định luật về chuyển động của Newton, nếu một vật có khối lượng m và bị tác động bởi lực F, gia tốc của nó được tính bằng công thức F/m. Khối lượng cũng quyết định tính chất hút vật và bị hấp dẫn bởi một trường hấp dẫn. Nếu vật một có khối lượng mA được đặt cách vật khối lượng 2 mB một khoảng r [tính từ tâm của mỗi vật], chúng sẽ hấp dẫn nhau tạo ra lực hấp dẫn với công thức Fg = GmAmB/r2, trong đó G = 667×10−11 N kg−2 m² là hằng số hấp dẫn. Các thí nghiệm lặp đi lặp lại từ thế kỷ 17 đã chứng minh rằng khối lượng quán tính và lực hấp dẫn là giống hệt nhau; kể từ năm 1915, quan sát này đã được kéo theo một tiên nghiệm trong nguyên lý tương đương của thuyết tương đối rộng.
Đơn vị khối lượng[sửa | sửa mã nguồn]
Đơn vị khối lượng tiêu chuẩn của hệ thống quốc tế [SI] là kilôgam [kg]. Kilôgam là 1000 gam [g], lần đầu tiên được xác định vào năm 1795 là một mét khối nước tại điểm nóng chảy của băng. Tuy nhiên, do việc đo chính xác một mét khối nước ở nhiệt độ và áp suất phù hợp là khó khăn, năm 1889, kilôgam được xác định lại là khối lượng của nguyên mẫu quốc tế của kilôgam được làm bằng gang, và do đó trở nên độc lập với đơn vị mét và tính chất của nước.
Tuy nhiên, khối lượng của nguyên mẫu quốc tế và các bản sao quốc gia được cho là giống hệt nhau của nó đã được phát hiện là đang giảm dần theo thời gian. Dự kiến, việc định nghĩa lại kilogam và một số đơn vị khác đã diễn ra vào ngày 20 tháng 5 năm 2019, sau cuộc bỏ phiếu cuối cùng của CGPM vào tháng 11 năm 2018. Định nghĩa mới sẽ chỉ sử dụng các đại lượng bất biến của tự nhiên: tốc độ ánh sáng, tần số siêu mịn Caesium và hằng số Planck.
Các đơn vị khác được chấp nhận để sử dụng trong SI:
- tấn [t] bằng 1000 kg.
- electronvolt [eV] là một đơn vị năng lượng, nhưng do sự tương đương năng lượng khối lượng, nó có thể dễ dàng được chuyển đổi thành một đơn vị khối lượng và thường được sử dụng như một đơn vị khối lượng. Trong bối cảnh này, khối lượng có đơn vị eV / c 2 [trong đó c là tốc độ ánh sáng]. Electvolt và bội số của nó, như MeV [megaelectronvolt], thường được sử dụng trong vật lý hạt.
- đơn vị khối lượng nguyên tử [u] bằng 1/12 khối lượng của nguyên tử carbon-12, xấp xỉ 166×10−27 kg. Đơn vị khối lượng nguyên tử thuận tiện cho việc thể hiện khối lượng của các nguyên tử và phân tử.
Ngoài hệ thống SI, các đơn vị khối lượng khác bao gồm:
- slug [sl] là một đơn vị khối lượng của Hoàng gia [khoảng 14,6 kg].
- pound [lb] là một đơn vị của cả khối lượng và lực, được sử dụng chủ yếu ở Hoa Kỳ [khoảng 0,45 kg hoặc 4,5 N]. Trong bối cảnh khoa học, nơi phân biệt pound [lực] và pound [khối lượng], đơn vị SI thường được sử dụng thay thế.
- khối lượng Planck [mP] là khối lượng tối đa của các hạt điểm [khoảng 218×10−8 kg]. Nó được sử dụng trong vật lý hạt.
- khối lượng mặt trời [M☉] được định nghĩa là khối lượng của Mặt Trời. Nó chủ yếu được sử dụng trong thiên văn học để so sánh các khối lượng lớn như sao hoặc thiên hà [≈ 199×1030 kg].
- khối lượng của một hạt rất nhỏ có thể được xác định bằng bước sóng Compton nghịch đảo của nó [1 cm−1 ≈ 352×10−41 kg].
- khối lượng của một ngôi sao hoặc lỗ đen rất lớn có thể được xác định bằng bán kính Schwarzschild của nó [1 cm ≈ 673×1024 kg].
Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]
Công thức liên hệ khối lượng và năng lượng của Albert Einstein; E là năng lượng, m là khối lượng và c là tốc độ ánh sáng.
Khối lượng của một vật là một đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ quán tính của vật đó. Vật có khối lượng lớn có sức ì lớn hơn và cần có lực lớn hơn để làm thay đổi chuyển động của nó. Mối liên hệ giữa quán tính với khối lượng được Isaac Newton phát biểu trong định luật 2 Newton. Khối lượng trong chuyển động thẳng đều còn được mở rộng thành khái niệm mô men quán tính trong chuyển động quay.
Khối lượng của một vật cũng đặc trưng cho mức độ vật đó hấp dẫn các vật thể khác, theo . Vật có khối lượng lớn có tạo ra xung quanh trường hấp dẫn lớn.
Khối lượng hiểu theo nghĩa độ lớn của quán tính, khối lượng quán tính, không nhất thiết trùng với khối lượng hiểu theo nghĩa mức độ hấp dẫn vật thể khác, khối lượng hấp dẫn. Tuy nhiên các thí nghiệm chính xác hiện nay cho thấy hai khối lượng này rất gần nhau và một tiên đề của thuyết tương đối rộng của Albert Einstein phát biểu rằng hai khối lượng lượng này là một.
Khối lượng tương đối tính[sửa | sửa mã nguồn]
Trong vật lý cổ điển người ta coi khối lượng của một vật là một đại lượng bất biến, không phụ thuộc vào chuyển động của vật. Tuy nhiên đến vật lý hiện đại người ta lại có cách nhìn khác về khối lượng, khối lượng có thể thay đổi tùy theo hệ quy chiếu. Khối lượng trong vật lý hiện đại bao gồm khối lượng nghỉ, có giá trị trùng với khối lượng cổ điển khi vật thể đứng yên trong hệ quy chiếu đang xét, cộng với khối lượng kèm theo động năng của vật.
Khối lượng toàn phần lúc này, , còn gọi là khối lượng tương đối tính, liên hệ với khối lượng nghỉ, , và vận tốc chuyển động, , theo công thức:
với:
Khối lượng toàn phần có ý nghĩa tương đương năng lượng toàn phần chứa trong vật, qua mối liên hệ được thể hiện qua công thức của Einstein:
Với là tốc độ ánh sáng. Khối lượng toàn phần, , cũng được dùng để định nghĩa động lượng tương đối tính, :
Ví dụ: Hạt photon có khối lượng nghỉ bằng 0, nhưng có khối lượng toàn phần khác không. Nó do vậy cũng có năng lượng tương đối tính và động lượng tương đối tính.
Nhưng theo quan niệm mới [xuất hiện trong vòng 20 năm trở lại đây] thì chỉ có một khối lượng gắn bó với hạt, khối lượng này là một cái gì đó giống như khối lượng của cơ học Newton. Vì chỉ có 1 khối lượng nên không cần thiết phải dùng thuật ngữ khối lượng nghỉ hay kí hiệu là .
Mặt khác, hệ thức củng cố thêm cho quan niệm khối lượng là 1 bất biến trong khi và thì phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Không có khối lượng tương đối tính mà chỉ có năng lượng tương đối tính và động lượng tương đối tính được viết là .
Định luật bảo toàn khối lượng[sửa | sửa mã nguồn]
Khối lượng toàn phần của một hệ vật lý kín, xét trong một hệ quy chiếu cố định, là không đổi theo thời gian.
Ví dụ: khi vật chất thường gặp phản vật chất, chúng sẽ bị biến thành các photon. Khối lượng toàn phần của hệ gồm vật chất thường và phản vật chất trước lúc gặp nhau bằng khối lượng toàn phần của các photon. Chú ý trong ví dụ này, khối lượng nghỉ cổ điển không bảo toàn, vì trước khi gặp nhau, vật chất và phản vật chất có khối lượng nghỉ lớn hơn không, còn sau khi gặp nhau, các photon có khối lượng nghỉ bằng 0.
Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]
- Trọng lượng
- Quán tính
- Hệ quy chiếu
Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]
- “The definition of mass”.
- “New Quantum Theory Separates Gravitational and Inertial Mass”. MIT Technology Review. 14 tháng 6 năm 2010. Truy cập ngày 3 tháng 12 năm 2013.
- von Klitzing, Klaus [tháng 2 năm 2017]. “Metrology in 2019” [PDF]. Nature Physics. 13 [2]: 198. arXiv:1707.06785. Bibcode:2017SSPMA..47l9503L. doi:10.1360/SSPMA2017-00044.
- “Draft of the ninth SI Brochure” [PDF]. BIPM. ngày 10 tháng 11 năm 2016. tr. 2–9. Truy cập ngày 10 tháng 9 năm 2017.
Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]
Lỗi chú thích: Đã tìm thấy thẻ với tên nhóm “note”, nhưng không tìm thấy thẻ tương ứng tương ứng, hoặc thẻ đóng bị thiếu