Tỷ khối chất khí là một khái niệm quan trọng trong hóa học, giúp chúng ta hiểu được sự khác biệt về khối lượng giữa các chất khí. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về tỷ khối chất khí và ý nghĩa của nó.
I – Tỷ khối là gì?
Tỷ khối là tỷ số khối lượng giữa hai chất khí A và B nào đó. Kí hiệu tỷ khối là d. Ví dụ, tỷ khối giữa khối lượng của Al với Mg là d = 27/24 hoặc d = 24/27.
II – Tỷ khối chất khí là gì?
Tỷ khối chất khí là tỷ số khối lượng giữa hai chất khí A và B, được sử dụng để so sánh chất A nặng hơn hay nhẹ hơn chất B và nặng hơn hay nhẹ hơn bao nhiêu lần. Chất ở đây có thể là đơn chất như H2, O2, N2, Cl2 hoặc hỗn hợp các chất như [N2, O2] với [Cl2] hoặc [NO2, N2] với [O2].
- Công thức tỷ khối của chất khí
Để tính tỷ khối của hai chất khí A và B có khối lượng tương ứng là MA và MB, ta sử dụng công thức sau:
d = MA/MB
Trong đó:
- d là tỷ khối giữa chất khí A và chất khí B.
- MA, MB là khối lượng mol của chất khí A và chất khí B.
Khi xét tỷ số trên, có 3 trường hợp sau:
- Nếu d < 1, chất khí A nhẹ hơn chất khí B và nhẹ hơn d lần.
- Nếu d = 1, chất khí A và B có khối lượng bằng nhau.
- Nếu d > 1, chất khí A nặng hơn chất khí B và nặng hơn d lần.
Ví dụ, để biết khí Oxi nặng hơn hay nhẹ hơn khí Nitơ và nặng hay nhẹ hơn bao nhiêu lần, ta lập tỷ khối của Oxi với Nitơ như sau:
d = MO2/MN2 = 32/28 = 1.143
Vậy, ta có thể kết luận khí Oxi nặng hơn khí Nitơ và nặng hơn 1.143 lần. Ngược lại, khí Nitơ sẽ nhẹ hơn khí Oxi và nhẹ hơn khoảng 1.143 lần.
- Công thức tỷ khối của chất khí so với không khí
Để biết chất khí A nặng hơn hay nhẹ hơn không khí, chúng ta so sánh khối lượng mol của chất khí A với khối lượng mol của không khí. Ta quy ước từ trước đến nay rằng khối lượng mol của không khí là 29. Vậy, ta có công thức tỷ khối của chất khí A so với không khí như sau:
dA/KK = MA/MKK = MA/29
Ví dụ, để biết khí CO2 nặng hơn hay nhẹ hơn không khí, ta có:
MCO2 = 44 MKK = 29 dCO2/KK = MCO2/MKK = 44/29 = 1.52
Kết luận: Khí CO2 nặng hơn không khí và nặng hơn khoảng 1.52 lần.
III – Ý nghĩa tỷ khối của chất khí là gì?
Khi lập được tỷ khối của chất khí, chúng ta biết được chất khí nào nặng hơn và nặng hơn bao nhiêu lần, điều này rất hữu ích trong thực hành thí nghiệm. Ví dụ như thí nghiệm điều chế Oxi trong phòng thí nghiệm bằng cách nung nóng các hợp chất giàu oxi như KMnO4, KNO3 và sau đó thu bằng phương pháp đẩy nước. Nhờ tỷ khối chất khí, chúng ta biết được khí Oxi nặng hơn không khí, do đó có thể thu khí Oxi bằng cách đặt thẳng ống nghiệm hướng lên trên.
Ý nghĩa tỷ khối của chất khí còn được ứng dụng trong nhiều dạng bài toán hóa học lớp 8 khác nhau, ví dụ như xác định khi A là gì khi biết tỷ khối của khí A so với Hidro là 22.
IV – Các dạng bài tập chuyên đề tỷ khối chất khí
-
Bài tập số 01: Tỉ khối hơi của chất khí X so với khí Clo bằng 2. Tìm khối lượng mol của chất khí X.
-
Bài tập số 02: Hỗn hợp khí gồm 11,2 lít khí N2 và 33,6 lít khí O2 ở đktc.
a) Tính khối lượng của hỗn hợp khí.
b) Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp.
c) Hỗn hợp khí này nặng hay nhẹ hơn không khí. -
Bài tập số 03: Một hỗn hợp X gồm H2 và O2 (không có phản ứng xảy ra) có tỷ khối so với không khí là 0,3276.
a) Tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp.
b) Tính thành phần phần trăm theo số mol của mỗi khí trong hỗn hợp (bằng 2 cách khác nhau).
Tài liệu tham khảo:
- Sách giáo khoa Hóa học lớp 8.
