- Lý thuyết
Nội dung của phương pháp này được chia thành nhiều dạng:
- Phương pháp khối lượng mol trung bình [M]
- Phương pháp số nguyên tử cacbon trung bình
- Phương pháp số nguyên tử hiđro trung bình
- Phương pháp gốc hiđrocacbon trung bình
- Phương pháp nhóm chức trung bình
- Phương pháp hóa trị trung bình
Đối với vô cơ thường chỉ sử dụng 2 phương pháp: khối lượng mol trung bình [M] và hóa trị trung bình.
1. Phương pháp khối lượng mol trung bình [M]:
* Khái niệm:
Khối lượng mol trung bình [KLMTB] của hỗn hợp là khối lượng của một mol hỗn hợp đó.
Công thức tính KLMTB:
$\overline M = \frac{{{m_{hh}}}}{{{n_{hh}}}} = \frac{{{M_1}{n_1} + {M_2}{n_2} + ... + {M_i}{n_i}}}{{{n_1} + {n_2} + ... + {n_i}}}\left[ 1 \right]$
Trong đó :
${m_{hh}}$ là tổng số gam của hỗn hợp.
${n_{hh}}$ là tổng số mol của hỗn hợp.
${M_1},{M_2},{M_i}$ là khối lượng mol của các chất trong hỗn hợp.
${n_1},{n_2},...{n_i}$ là số mol tương ứng của các chất.
* Đối với chất khí vì thể tích tỉ lệ với số mol nên [1] được viết lại:
$\overline M = \frac{{{M_1}{V_1} + {M_2}{V_2} + ... + {M_i}{V_i}}}{{{V_1} + {V_2} + ... + {V_i}}}\left[ 2 \right]$
* Với: ${V_1},{V_2},...{V_i}$ lần lượt là thể tích các chất khí tương ứng.
Từ [1] và [2] suy ra:
$\overline M = {M_1}{x_1} + {M_2}{x_2} + ... + {M_i}{x_i}\left[ 3 \right]$
Với là thành phần % số mol hoặc thể tích [nếu hỗn hợp khí] tương ứng của các chất và được lấy theo số thập phân [ nghĩa là 100% ứng với X = 1].
Chú ý: Nếu hỗn hợp chỉ có hai chất có khối lượng mol tương ứng $M_1$ và $M_2$ thì các công thức [1], [2], [3] được viết dưới dạng:
Tính khối lượng mol trung bình của các hỗn hợp khí sau:a] Hỗn hợp X gồm 1 mol O2 và 4 mol N2.b] Hỗn hợp Y gồm 1 mol NO v?
Tính khối lượng mol trung bình của các hỗn hợp khí sau:
- Hỗn hợp X gồm 1 mol O2 và 4 mol N2.
- Hỗn hợp Y gồm 1 mol NO và 2 mol NO2.
- Hỗn hợp Z gồm 0,1 mol CO2; 0,2 mol O2 và 0,3 mol CO.
- Hỗn hợp T gồm 0,1 mol Cl2; 0,15 mol O2; 0,2 mol N2 và 0,25 mol H2.
mark_bk99
Sinh Viên +1 Lão làng
Nhận xét: +22/-4 Cảm ơn -Đã cảm ơn: 124 -Được cảm ơn: 629
Giới tính:
Phong độ là nhất thời,đẳng cấp là mãi mãi!!!BKU
mark_bk94
Nội dung phương pháp Nguyên tắc: Đối với một hỗn hợp chất bất kì ta luôn có thể biểu diễn chúng qua một đại lượng tương đương, thay thế cho cả hỗn hợp, là đại lượng trung bình [như khối lượng mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết pi trung bình, …], được biểu diễn qua biểu thức:
[tex]\bar{X}=\frac{\sum_{i=1}{n}{Xi.ni}}{\sum_{i=1}{n}{ni}}[/tex]
Với Xi: đại lượng đang xét của chất thứ I trong hỗn hợp ni : số mol của chất thứ i trong hỗn hợp Dĩ nhiên theo tính chất toán học ta luôn có: Min[Xi] kết luận cần thiết.
Dưới đây là những trị số trung bình thường sử dụng trong quá trình giải toán:
- Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp là khối lượng của 1 mol hỗn hợp đó: [tex]\bar{M}=\frac{mhh}{nhh}[/tex]
Với: mhh: tổng khối lượng của hỗn hợp [thường là g] nhh: tổng số mol của hỗn hợp
Đối với chất khí, vì thể tích tỉ lệ với số mol nên [3] có thể viết dưới dạng:
[tex]\bar{M}=\frac{\sum_{i=1}{n}{Mi.Vi}}{\sum_{i=1}{n}{Vi}}[/tex]
Với Vi là thể tích của chất thứ i trong hỗn hợp Thông thường bài toán là hỗn hợp gồm 2 chất, lúc này: [tex]\bar{M}=\frac{M1.n1+M2.n2}{n1+n2}[/tex] [tex]\bar{M}=\frac{M1.V1+M2.V2}{V1+V2}[/tex]
- Khi áp dụng phương pháp trung bình cho bài toán hóa học hữu cơ, người ta mở rộng thành phương pháp số nguyên tử X trung bình [X: C, H, O, N,...] [tex]\bar{M}=\frac{nX}{nhh}[/tex]
Với nX: tổng số mol nguyên tố X trong hỗn hợp nnhh: tổng số mol của hỗn hợp
Tương tự đối với hỗn hợp chất khí:
Số nguyên tử trung bình thường được tính qua tỉ lệ mol trong phản ứng đốt cháy: [tex]\bar{C}=\frac{nCO2}{nhh}[/tex] [tex]\bar{H}=\frac{2nHO2}{nhh}[/tex]
- Trong một số bài toán cần xác định số nhóm chức của hỗn hợp các chất
hữu cơ ta sử dụng trị số nhóm chức trung bình:
[tex]\bar{G}=\frac{nG}{nhh}[/tex]
Với nG tổng số mol của nhóm chức G trong hỗn hợp nhh: tổng số mol của hỗn hợp Các nhóm chức G hay gặp là -OH,-CHO,-COOH,-NH2, … Trị số nhóm chức trung bình thường được xác định qua tỉ lệ mol của hỗn hợp với tác nhân phản ứng.
- Ngoài ra, trong một số trường hợp còn sử dụng các đại lượng số liên kết pi trung bình II , độ bất bão hòa trung bình [tex]\bar{K}[/tex] , gốc trung bình [tex]\bar{R}[/tex] , hóa trị trung bình, … Số liên kết pi trung bình hoặc độ bất bão hòa trung bình: thường được tính qua tỉ lệ mol của phản ứng cộng [halogen, hoặc axit]: [tex]\bar{II}=\frac{ntacnhancong}{nhh}[/tex]
II. Các dạng bài toán thường gặp Phương pháp này được áp dụng trong việc giải nhiều bài toán khác nhau cả vô cơ và hữu cơ, đặc biệt là đối với việc chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán một chất rất đơn giản và ta có thể giải một cách dễ dàng. Sau đây chúng ta cùng xét một số dạng bài thường gặp.
- Xác định các trị trung bình Khi đã biết các trị số X và ni , thay vào [1] dễ dàng tìm được X trung bình .
- Bài toán hỗn hợp nhiều chất có tính chất hóa học tương tự nhau Thay vì viết nhiều phản ứng hóa học với nhiều chất, ta gọi 1 công thức chung đại diện cho hỗn hợp => Giảm số phương trình phản ứng, qua đó làm đơn giản hóa bài toán.
- Xác định thành phần % số mol các chất trong hỗn hợp 2 chất Gọi a là % số mol của chất X => % số mol của Y là [100 – a]. Biết các giá trị MX ,My vàM trung bình . dễ dàng tính được a theo biểu thức:
[tex]\bar{M}=\frac{Mx.a+My[100-a]}{100}[/tex]
- Xác định 2 nguyên tố X, Y trong cùng chu kì hay nhóm A của bảng tuần hoàn
Nếu 2 nguyên tố là kế tiếp nhau: xác định được Mx hai nguyên tố có khối lượng mol lớn hơn và nhỏ hơn M trung bình . Sau đó dựa vào điều kiện của đề bài để kết luận cặp nghiệm thỏa mãn.
Thông thường ta dễ dàng xác định được nguyên tố thứ nhất, do chỉ có duy nhất 1 nguyên tố có khối lượng mol thỏa mãn Mx