CHƯƠNG 1
CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC
A. MỤC TIÊU, NHIỆM VỤ
1. MỤC TIÊU
Học xong chương 1 sinh viên biết và hiểu:
- Các khái niệm cơ bản: Chất, nguyên tử, nguyên tố, phân tử, khối lượng
nguyên tử, khối lượng phân tử, khối lượng mol, đương lượng...
- Hệ đơn vị.
- Một số định luật cơ bản của hoá học.
- Một số phương pháp xác định khối lượng phân tử và khối lượng nguyên
tử.
2. NHIỆM VỤ
Tìm hiểu về các khái niệm cơ bản của hoá học, hệ đơn vị SI, các định luật
cơ bản của hoá học, các phương pháp xác định khối lượng phân tử và khối
lượng nguyên tử để từ đó hiểu được và có khả năng vận dụng được các kiến
thức của chương vào thực hành và luyện tập.
3. VỀ PHƯƠNG PHÁP
Kết hợp chặt chẽ giữa sự hướng dẫn của giáo viên với sự tự học, tự
nghiên cứucủa sinh viên. Cần hết sức coi trọng khâu luyện tập và thực hành để
nắm vững được các vấn đề của chương này.
4. TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Hoá học đại cương 1: Trần Thành Huế, nhà xuất bản Đại học sư phạm
- Hoá học đại cương: Nguyễn Đức Chuy, nhà xuất bản giáo dục
- Hoá học đại cương: Đào Đình Thức, nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà
Nội
- Bài tập hoá học đại cương: Đào Đình Thức, nhà xuất bản giáo dục
- Bài tập hoá đại cương : Dương Văn Đảm, nhà xuất bản Giáo dục
- Hoá học đại cương : Lê Mậu Quyền, nhà xuất bản Giáo dục
- Cơ sở lý thuyết hoá học- Phần bài tập: Lê Mậu Quyền, nhà xuất bản
khoa học và kỹ thuật


1

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


HÌNH 1.2. Minh họa các khái niệm đơn chất, hợp chất, hỗn hợp
1.2. Nguyên tử, nguyên tố hoá học, phân tử
1.2.1. Nguyên tử: là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hoá học mà không thể phân
chia được về mặt hoá học.
Ví dụ 5: nguyên tử H, O, Na, Cl...
Nguyên tử là loại hạt rất Nhỏ và rất nhẹ. Tuỳ thuộc vào mỗi nguyên tố
hoá học mà khối lượng của một nguyên tử ≈ 10-23 – 10-21 g, còn đường kính của
một nguyên tử vào khoảng 10-8 cm.
Để hình dung về thể tích của một nguyên tử, có thể hình dung như sau:
Nếu coi mỗi nguyên tử đều có dạng hình cầu có đường kính 10-8 cm thì quả
bóng bàn có đường kính 4 cm có thể chứa được khoảng 1024 nguyên tử.
Nguyên tử của các nguyên tố hoá học khác nhau thì có khối lượng và kích thước
khác nhau.
Chúng ta thừa nhận nguyên tử được cấu tạo bởi 3 loại hạt cơ bản là:
electron (e), proton (p) và nơtron (n), bảng 1.2 cho chúng ta biết đặc điểm cơ
bản của ba loại hạt đó.

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

2

http://hhud.tvu.edu.vn



0,99

35,453

Br

1,14

79,904

I

1,33

126,904

BNG 1.2. Khi lng, in tớch ca electron, proton, ntron

KHI LNG
Kg

IN TCH

vC (u)
-31

5,55.10

Proton

0,0

0,0

bng 1.2 im cn chỳ ý l: in tớch ca cỏc ht c bn.
Ntron l ht khụng mang in, tc l ht trung ho in, c ký hiu l
-19
Culong. in tớch ny
0n. Mi ht proton mang in tớch dng l +1,6021.10
chớnh l in tớch c bn, thng c ký hiu l e0. Tr s ny c quy c
chn lm n v nờn: mi ht proton mang mt n v in tớch dng, c ký
hiu l 1p. Mi ht electron mang mt n v in tớch cú tr s tuyt i bng tr
s in tớch ca mt ht proton nhng ngc du. Vỡ th mi electron mang mt
n v in tớch õm, ký hiu l e.
Cng cn chỳ ý, khi lng ca electron rt nh so vi khi lng ca
proton, ntron.
T s liu ca bng 1.2, ta cú t l cỏc khi lng nh sau:
m1 p
me

m0 n

= 1835,5 (ln)

me

= 1838,8 (ln)

Vỡ vy trong cỏc phộp tớnh thụng thng, ta coi me 0.
Cng t bng trờn ta thy m n > m p . Trong cỏc phộp tớnh thụng thng ta chp

Tương tự, hạt nhân nguyên tử Clo (Cl) có 17 điện tích dương (Z = 17), vỏ
nguyên tử Cl có 17e nhưng nếu cỏ nguyên tử Cl có thêm một e trở thành 18e,
nguyên tử Cl khi này không còn trung hòa về điện nữa, ta có ion âm, hay anion
clo, ClBiểu diễn quá trình biến đổi nguyên tử trung hòa điện thành ion đã nêu ở trên
như sau:
Na - e → Na+
Cl + e → Cl1.2.2. Nguyên tố hóa học: Tập hợp các loại nguyên tử mà hạt nhân có cùng số
đơn vị điện tính dương (Z) là một nguyên tố hóa học.
Ví dụ 7: Nguyên tố oxi có số đơn vị điện tích dương của hạt nhân bằng 8.
Trong thực tế có 3 nguyên tử oxi với khối lượng khác nhau là 16, 17, 18 nhưng
đều có số đơn vị điện tích dương của hạt nhân bằng 18, đó là các nguyên tử khác
nhau - các đồng vị của nguyên tố oxi. 3 nguyên tử này được viết như sau:
17
18
hay 8O16
8O
8O
Như vậy số đơn vị điện tích dương của hạt nhân (Z) là yếu tố quyết định
của một nguyên tố hóa học. Trị số Z thay đổi dù chỉ 1 đơn vị đồng nghĩa với
việc chuyển từ nguyên tố hóa học này sang nguyên tố hóa học khác.
Ví dụ 8: Hai nguyên tử có cùng khối lượng nguyên tử là 40 (đvC), một
nguyên tử có Z = 19, nguyên tử kia có Z = 20. Đó là 2 nguyên tử của hai nguyên
tố hoá học, một là 19K40 (đồng vị thường gặp của K) và một là 20Ca40.
Cần phân biệt các khái niệm nguyên tố, nguyên tử, đơn chất
Ví dụ 9: Ký hiệu O dùng để chỉ 1 nguyên tử của nguyên tố oxi. Đó cũng
là ký hiệu của nguyên tố oxi.
Ký hiệu O2- (giả sử xuất hiện trong quá trình điện phân nhôm oxit nóng
chảy) chỉ 1 ion oxi. ion này được tạo ra từ nguyên tử của nguyên tố oxi. là 2
dạng thù hình của oxi.
Ký hiệu O2 chỉ 1 phân tử đơn chất oxi.

Các đơn chất khác nhau của một nguyên tố hóa học được gọi là các dạng
thù hình của nguyên tố đó.
Ví dụ 12: Nguyên tố oxi có 2 dạng thù hình thường gặp là oxi (O2) và
ozon (O3). Nguyên tố cacbon có 2 dạng thù hình phổ biến là than chì và kim
cương, ...
Phân tử được tạo ra từ hai loại nguyên tử của 2 nguyên tố hóa học trở lên
là phân tử hợp chất.
Ví dụ 13: HCl, HClO,...
Phân tử có thể được tạo ra từ 1 nguyên tử thì đó là phân tử đơn nguyên tử.
Ví dụ 14: khí hiếm
Một số đặc điểm về phân tử:
- Về khối lượng phân tử: Có những phân tử rất nhẹ (H2), có những phân tử
nặng như đường glucozơ C6H12O6 (180 đvC) và cũng có những phân tử siêu
nặng như polime (có khối lượng phân tử trung bình cỡ hàng chục vạn đvC). Chi
tiết được trình bày ở phần sau.
- Về điện tích: thì phân tử trung hòa về điện. Vì thế cần phải phân biệt
phân tử với gốc tự do: Ký hiệu SO3 chỉ phân tử anhiđrit sunfuric; ký hiệu chỉ
gốc tự do được tạo thành tức thời (thời gian tồn tại vô cùng ngắn) trong phản
ứng.
- Về cấu tạo hóa học: Đây là một vấn đề lớn, phần này chỉ xét một số đặc
điểm về hiện tượng đồng phân.
Đồng phân là hiện tượng các chất có cùng công thức phân tử, nhưng có
cấu tạo khác nhau nên có tính chất khác nhau, các chất đó là các đồng phân
Xuất phát từ đặc điểm về cấu trúc, ta có đồng phân cấu tạo và đồng phân
không gian.

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

5


a) Khối lượng nguyên tử tuyệt đối: là khối lượng thực của một nguyên tử
trong không gian được tính bằng kilogam.
Ví dụ 16: mS = 5,3.10-23g = 5,3.10-26 kg
mFe = 9,274.10-23g = 9,274.10-26 kg
mC = 19,9206.10-24g = 19,9206.10-27kg

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

6

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


Khối lượng này cực kỳ nhỏ bé, không thuận tiện cho việc cân, đo, đong,
đếm được nên gặp khó khăn khi phải tính toán trong các bài toán hóa học.
Để thuận tiện cho việc tính toán người ta dùng một hệ khác, gọi là khối
lượng nguyên tử tương đối.
b) Khối lượng nguyên tử tương đối (nguyên tử khối): A
Chọn

1
lần khối lượng của một nguyên tử cacbon đồng vị 12 (C12) làm
12

một đơn vị khối lượng và được gọi là đơn vị cacbon (đvC hay u), ta có:
1dvC =

m12C

1
m12 là 1đvC (1u).
12 C

Từ các ví dụ trên cần nhớ: khối lượng nguyên tử tương đối (kltđ) = khối
lượng nguyên tử tuyệt đối (kltđ) : số Avôgađrô (N)
KLTĐ = kltđ : N
1.3.2. Khối lượng phân tử: lấy khối lượng của 1 phân tử chia cho 1 đơn vị khối
lượng thì được khối lượng phân tử tương đối của phân tử đó.
Hoặc: lấy tổng khối lượng nguyên tử tương đối của tất cả các nguyên tử
tạo nên phân tử đó. Thường được ký hiệu là: M
Ví dụ 17: M CO = 12 + 16.2 = 44 (hay: 44 đvc), thường viết là CO2 = 44
1.3.3. Mol - Khối lượng mol
a) mol: Mol là lượng chất chứa 6,023.1023 hạt vi mô.
Từ khái niệm này khi dùng mol cần phải chỉ rõ loại hạt vi mô.
Ví dụ 18: 1mol nguyên tử H, 1mol phân tử H2, 1mol ion H+,...
b) Khối lượng mol: Khối lượng mol nguyên tử của một nguyên tố (A) là
khối lượng của 1 mol nguyên tử của nguyên tố đó. Đơn vị g/mol
Ví dụ 19: khối lượng mol nguyên tử của hiđro bằng 1,008 g/mol ( hay AH
= 1,008 g/mol)
Khối lượng mol phân tử của một chất (M) là khối lượng của 1 mol phân
tử chất đó.
Ví dụ 20: Khối lượng của 1 mol phân tử nước bằng 18,015 g/mol (hay
M H O = 18,015 g / mol ≈ 18 g / mol ).
2

2

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi


∋i =

Ai
ni

Trong đó: Ai là khối lượng nguyên tử của nguyên tố; ni là hóa trị của
nguyên tố.
1.4.2. Đương lượng của một hợp chất: Là số phần khối lượng của hợp chất đó
tác dụng vừa đủ với một đương lượng của chất khác.
Ví dụ 21: Biết ∋ Al = 9 . Từ phản ứng: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2, dễ dàng
tính được ∋ HCl = 36,5
Biết ∋ NaOH = 40 . Từ phản ứng: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O, tính
được ∋ H SO = 49
1.4.3. Cách tính đương lượng:
2

4

a) Trường hợp chung:

∋=

A( M )
n

Trong đó: A(M ) là khối lượng nguyên tử hay khối lượng phân tử.
n là số e trao đổi
b) Các trường hợp cụ thể:
+ Đối với nguyên tố hoá học: ∋=



Đương lượng của H2SO4 trong phản ứng:

160
= 26,7
2 + 2 + 2 = 3.2

98
= 49
2
98
NaOH + H2SO4 →NaHSO4 + H2O là ∋ H 2 SO4 = = 98
1
74
Đương lượng của Ca(OH)2 là: ∋ Ca (OH )2 = = 37
2
310
Đương lượng của Ca3(PO4)2 là: ∋ Ca3 ( PO4 )2 =
= 51,7
2 + 2 + 2 = 3.2

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O là ∋ H SO =
2

4

Đương lượng của Fe, trong phản ứng:
Fe + 2H+→ Fe2+ + H2 là ∋ Fe = 56 : 2 = 28
Còn trong phản ứng: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 là ∋ Fe = 56 : 3 = 18,67
Chú ý: Theo định nghĩa về đương lượng thì đương lượng là một đại lượng

9

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


BẢNG1.3. Bảy đại lượng cơ bản của hệ đo lường quốc tế (hệ SI)
ĐẠI LƯỢNG

ĐƠN VỊ ĐO

Tên gọi

Ký hiệu

Tên gọi

Chiều dài

l

Khối lượng

Ký hiệu
Quốc tế

Việt Nam

mét


A

Nhiệt độ

T

Kelvin

K

K

Lượng chất

n

Mol

mol

mol

Cường độ ánh sáng

Iν

cd

cd

ĐƠN VỊ

KÝ HIỆU

KHÁI NIỆM

Lực

Niutơn (Newton)

N

kg.m.s-2

Áp suất

Patcan (Pascal)

Pa

N.m2 (hay kg.m-1.s-2)

Năng lượng

Jun (Joule)

J

kg.m2.s-2


s-1

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

10

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


b) Các đại lượng không có tên riêng
ĐẠI LƯỢNG
Diện tích
Thể tích
Vận tốc
Gia tốc
Khối lượng riêng
Cường độ điện trường

ĐƠN VỊ
mét vuông
mét khối
mét/giây
mét/giây2
kilogam/met khối
von/mét

KÝ HIỆU
m2

Angstrom
lit
Độ bách phân
phút
giờ
atmotphe
bar
mm thủy ngân

10-10m
10-3m3
t (0C) =T - 273,15
1 min = 60s
1h = 3600s
1 atm = 1,013.105Pa

l

0

C
min
h
atm
bar
mmHg
erg
cal
Wh
kWh

http://hhud.tvu.edu.vn

1 bar = 105Pa (≈1atm)
(1mmHg =1/760 atm)
10-7J
4,184J
3600J
3600kJ
1,602.10-19J

(π/180)rad
1/2,9979.10-29c.m
gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


2.3. Các hằng số vật lý
BẢNG 1.6. Các hằng số vật lý thông dụng
HẰNG SỐ

KÝ HIỆU

GIÁ TRỊ

NA

6,0223.1023/mol

Đơn vị khối lượng nguyên tử

u

e0

4,8.10-10ues cgs
Hằng số Faraday

F

96487,0 C/mol ≈ 96500 C/mol

Hằng số Plăng (Planck)

h

6,6256.10-34 Js

Vận tôvs ánh sáng (trong chân
không)

c

Thể tích mol phân tử các chất
khí

V0

22,41 l/mol = 0,02241 m3/mol

Hằng số khí

R

a0

5,29167.10-19cm = 0,529 A0

Hằng số Bônxman(Bolzman)

2.4. Hệ đơn vị nguyên tử
Trong hóa học lượng tử (những nội dung về cấu tạo của vật chất) chúng
ta dùng hệ đơn vị nguyên tử (đvn hay au). Trong hệ này quy ước các lượng sau
đây bằng đơn vị:

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

12

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


Hằng số Plăng rút gọn h =

h
≡ 1,0 (với h = 6,625.10-34J.s)
2π

Bán kính Bo thứ nhất a0 ≈ 0,529 ≡ 1,0
Khối lượng của một electron, me =9,109.10-31kg ≡ 1
Điện tích cơ bản e0 = 1,6021.10-19culong ≡ 1
Tích 4πε0 = 1 (quy ước này có thể dùng chung với bốn quy ước trên hoặc


1
× Z 2 đvn (hay hactơri)
2

Với H: Z = 1 → E1 = - 13,6 (eV) hay E1 = - 0,5 (đvn)
Với He+: Z = 2 → E1 = - 54,4 (eV) hay E1 = - 2,0 (đvn)
Với Li: Z = 3 → E1 = - 122,4 (eV) hay E1 = - 4,5 (đvn)
b) Từ các kết quả trên ta có mối liên hệ: 1(đvn) = 27,2(eV)
3. MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC
3.1. Định luật bảo toàn khối lượng (Lômônôxốp nhà bác học Nga và Loavaziê
nhà bác học Pháp)
Bảo toàn vật chất là quy luật chung của tự nhiên, trong cuộc sống hàng
ngày hiểu một cách đơn giản đó là quy luật tổng không đổi. Hóa học là khoa học
về các chất và sự biến đổi giữa các chất, nên quy luật về bảo toàn vật chất được
thể hiện rất đầy đủ. Trong hóa học đó là định luật bảo toàn khối lượng. Định luật
này có nhiều cách phát biểu khác nhau:
Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các
chất thu được sau phản ứng.
Một cách tổng quát : Có sự bảo toàn vật chất trong các phản ứng hóa
học.
Xét phản ứng dạng tổng quát:
Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

13

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


dung dch.
Vớ d 1: Hn hp X gm Fe, FeO, Fe2O3. Cho lung CO i qua ng ng
m(g) hn hp X nung núng. Sau khi kt thỳc thớ nghim thu c 64,0g cht rn
A trong ng s v 12,32 lớt khớ B ( 27,3oC; 1atm) cú t khi so vi H2 l 20,4.
Tỡm m?
Tr li:
Phng trỡnh phn ng chung:
X + CO = A + CO2
m
64,0
nB =

12,32.1.273
= 0,5(mol )
1.(273 + 27,3).22,4

Gi x l s mol CO2 ta cú: 44x+28(0,5x)/0,5=20,4.2=40,4 x=0,4 (mol).
Theo nh lut bo ton khi lng ta cú:
mX + mCO = mA + mCO2
mX = mA + mCO2 - mCO = 64 + 0,4.44 - 0,4.28 = 70,4(g)
Vớ d 2: Cho hn hp axit hu c A, B tỏc dng vi ru a chc C thu
c hn hp nhiu este, trong ú cú este E. t chỏy ht 1,88 g E cn mt
lng va l 1,904 lớt oxi ( ktc) thu c CO2 v hi H2O vi t l th tớch
tng ng l 4/3. Xỏc nh cụng thc phõn t ca E bit t khi ca E so vi
khụng khớ nh hn 6,5.
Tr li:
Phng trỡnh phn ng chung
E + O2 CO2 + H2O
Theo nh lut bo ton, ta cú:
Trờng đại học công nghiệp h nội

chộn B cha dung dch HCl cú khi lng g2. t gt = g1 + g2
Trn dung dch trong chộn A vi chộn B, lc u cho phn ng xy ra
hon ton ri cõn c hai cc v húa cht c khi lng tng cng l gs.
a) Cú th cú nhng trng hp no v mi quan h gia hai tr s gt v gs?
Ti sao?
b) Cú th xy ra trng hp gt < gs khụng? ti sao?
Tr li:
a) Xy ra mt trong hai trng hp sau:
Trng hp 1: gt > gs vỡ xy ra phn ng
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2
Lng CO2 thoỏt ra khi dung dch lm gim khi lng cỏc cht cũn li
trong cc sau phn ng.
Trng hp 2: gt = gs vỡ xy ra phn ng
Na2CO3 + HCl NaCl + NaHCO3
Khụng cú cht no thoỏt ra khi chộn, nờn khi lng trc v sau phn
ng bng nhau.
b) Khụng th xy ra trng hp gt < gs vỡ iu ny trỏi vi nh lut bo
ton khi lng.
3.2. nh lut thnh phn khụng i (Prỳt-nh bỏc hc Phỏp)
Mt hp cht húa hc dự c iu ch bng cỏch no cng u cú thnh
phn khụng i.
Gii thớch: Nu chp nhn quan im v cu to nguyờn t v cu to
phõn t thỡ thnh phn ca mt cht bt k chớnh l thnh phn ca mt phõn t
cht ú. Trong mt phõn t ca mt cht xỏc nh, thỡ s nguyờn t ca nguyờn
t l xỏc nh, khụng i. Vỡ vy thnh phn khi lng ca nguyờn t cng
khụng i.
Vai trũ ca nh lut: cho phộp phõn bit mt cht húa hc vi mt hn
hp ch: Thnh phn ca mt cht khụng thay i cũn thnh phn ca hn
hp thay i theo phng phỏp iu ch.
Trờng đại học công nghiệp h nội

Ví dụ 5: Xét hợp chất giữa C và O là CO và CO2. Dễ thấy lượng O kết
hợp với cùng lượng C lập thành tỉ số là 1: 2.
Ví dụ 6: Xét các oxit của nitơ ở bảng sau1.7.
BẢNG 1.7. Một số kết quả thực nghiệm thu được khi xác định thành phần
nguyên tố trong các oxit của nitơ
Tên oxit
Đinitơ oxit
Nitơ oxit
Đinitơ trioxit
Nitơ đioxit
Đinitơ pentoxit

Thành phần % khối
lượng
N

O

63,7
46,7
36,8
30,4
25,9

36,3
53,3
63,2
69,2
74,1


về khối lượng giữa nitơ và oxi, dễ dàng xác định được công thức của các oxit
tương ứng:
Đinitơ oxit: N2O, Nitơ oxit: NO, Đinitơ trioxit: N2O3, Nitơ đioxit: NO2 và
Đinitơ pentoxit: N2O5
Từ các công thức này,nếu lấy cùng một lượng nitơ tương ứng như nhau
(giả sử 2 mol nitơ) thì số mol oxi tương ứng
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5
Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

16

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


2
1

:

2
2

:


Trong cựng iu kin v nhit v ỏp sut, nhng th tớch bng nhau
ca cỏc cht khớ u cha cựng mt s phõn t.
H qu: 00C, 1atm (760 mmHg) 1mol khớ bt k chim th tớch l 22,4
lớt.
nhng iu kin nh nhau v nhit v ỏp sut 1 mol khớ bt k u
cú th tớch bng nhau.
Vỡ vy: Th tớch m 1 mol khớ chim ch c gi l th tớch mol phõn t
ca khớ.
Th tớch mol phõn t ca mi cht khớ 00C, 1atm l 22,4 lớt.
nh lut ny ch ỏp dng cho cht khớ, k c hn hp cỏc khớ. Cỏc khớ
u cú chung c im: Khong cỏch gia cỏc khớ rt ln, kớch thc ca cỏc
khớ li rt nh vỡ vy cú th b qua kớch thc ca cỏc phõn t khớ khi ú cỏc
phõn t khớ c coi nh nhng cht im.
T c im ny, thy rng: cựng iu kin v nhit ,ỏp sut tỏc dng
lờn cỏc khớ l nh nhau thỡ trong nhng th tớch bng nhau ca cỏc khớ s cha
cựng mt s lng nh nhau v cỏc phõn t khớ. T ú d dng thy c s
phõn t khớ t l thun vi s mol khớ. Cho nờn khi lm cỏc bi toỏn v cht khớ
thng dựng mi liờn h sau:
cựng iu kin v nhit v ỏp sut, nhng th tớch bng nhau ca
mi cht khớ u cha cựng mt s mol khớ.
Vớ d 8: Np y vo mt bỡnh kớn 0,5 mol khớ H2 ri cõn ton b bỡnh.
Sau khi thỏo ht H2 ra, v lm thớ nghim nh trờn vi khớ CO2. Hai ln cõn thy
khi lng khỏc nhau l m gam. Tỡm m.
Trờng đại học công nghiệp h nội

17

http://hhud.tvu.edu.vn

giáo trình hoá đại cơng

Hoc PV =

m
m
d
RT P =
RT =
RT ; trong ú d l khi lng riờng
M
VM
M

ca khớ.
Trong trng hp cú mt hn hp khớ lý tng chim mt th tớch V
nhit T , thỡ ỏp sut ton phn c xỏc nh bi nh lut alton:
PT = Pi , vi Pi l ỏp sut riờng phn ca khớ i
i

RT
PT =
V

n , vi n l s mol ca khớ i
i

i

i

R l hng s khớ, tr s R ph thuc vo n v o ỏp sut, th tớch cũn T

1mol.T

kg
.0,022415m 3
2
kg.m 2
m.s
= 8,314 2 .mol −1 .K −1 = 8,314 J .mol −1 .K _ 1
1mol.273,15K
s

1,01324.10 5

( vì 1J = N.m; 1N = 1kg.m/s2 →1J = kg.m2/s2)
Tuy nhiên, hiện nay trong nhiều tài liệu còn dùng nhiều hệ thống đơn vị
khác nhau, nên cũng cần phải biết thêm.
Nếu biểu diễn R bằng đơn vị calo thì dựa vào mối liên hệ 1cal =4,184J→
1J =1/4,184 = 0,239cal. Thay vào trên ta được:
R = 8,314.0,239cal.mol-1.K-1 = 1,987cal.mol-1.K-1.
Nếu áp suất đo bằng dyn/cm2 và thể tích tính bằng cm3 (theo hệ CGS: độ
dài đo bằng centimét (cm), khối lượng đo bằng gam (g), thời gian đo bằng giây
(s). Khi đó lực tính bằng dyn, áp suất tính bằng dyn/cm2, năng lượng tính bằng
ec, 1ec =1dyn.cm = 10-7J, còn thể tích đo bằng C.m3).
Thay các số liệu vào biểu thức (P =1,01324.106dyn/cm2; V = 22413cm3; T
= 273,15K), ta có:
R=

dyn
.22413cm 3
cm 2


38,00 g.mol −1 .1atm
≈ 1,55( g.l −1 )
−1
−1
0,082atm.l.mol .K

3.5. Định luật đương lượng
Nhà bác học Đalton người Anh phát biểu định luật vào năm 1792, có nội
dung như sau:
Các nguyên tố hóa học kết hợp với nhau hay thay thế cho nhau theo
những phần khối lượng tỉ lệ với đương lượng của chúng.
Xét phản ứng:
A + B → AB
Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

19

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


mA A
m
m
=
hay A = B
mB B
A

mMg
mO

Mg =

m Ng
mO

ì O =

0.253
ì 8 = 12,12
0,167

Vỡ khi lng ca oxi cú trong oxit bng khi lng ca oxi tham gia
phn ng
Vớ d 11: Phõn tớch st oxit, thy t l Fe l 70% v khi lng. Tỡm
ng lng ca Fe ?
Tr li:
p dng nh lut ng lng, ta cú:


Fe =

Fe mFe
=
O mO

mFe
70


giáo trình hoá đại cơng


Trong đó mX là khối lượng của khí X chiếm thể tích là VX tại nhiệt độ và
áp suất đang xét. Nếu xét 1 mol khí tại điều kiện tiêu chuẩn, ta có:
DX =

MX
→
22,4

Mx = 22,4.DX

Với: MX là khối lượng mol phân tử của khí X.
4.1.2. Tỉ khối hơi
Tỷ khối hơi của khí A so với khí B là tỷ số khối lượng riêng của khí A so
với khí B ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất.
Hay: Tỷ khối hơi của khí A so với khí B là tỷ số khối lượng của V lít khí
A so với V lít khí B ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất.
Ký hiệu tỷ khối hơi của khí A so với khí B là: dA/B, theo định nghĩa ta có:
DA
DB

d A/ B =

Kết hợp với biểu thức trên, ta có: d A / B =

MA
⇒ M A = d A / B .M B

PoVo PV
P V T 1.22,4.298,15
=
→ V= o o =
≈ 24,45(l )
1.273,15
To
T
To P
M
56
DA = A =
≈ 2,29( g / l )
24,45
V

Từ phương trình:
Vậy:

4.2. Dựa vào phương trình trạng thái của khí lý tưởng
Từ phương trình trạng thái của khí lý tưởng: PV = nRT =
→M=

m
RT
M

m
RT
PV

hc xỏc nh s n v khi lng ca nguyờn t kho sỏt cú trong tng phõn
t. Giỏ tr nh nht trong cỏc giỏ tr khi lng tỡm c ca cỏc hp cht trờn
s l khi lng nguyờn t ca nguyờn t ú.
Vớ d 1: Xỏc nh khi lng nguyờn t ca cacbon, bng 1.8.
C s lý lun ca phng phỏp Canizaro: trong cỏc phõn t hp cht khỏc
nhau ca cựng mt nguyờn t phi cú mt phõn t ca mt hp cht ch cha
mt nguyờn t ca nguyờn t ú. Vỡ vy, nu ly c cng nhiu hp cht khỏc
nhau ca mt nguyờn t em i xỏc nh nguyờn t khi ca nguyờn t ú thỡ s
cú nhiu kh nng cú c mt hp cht m mt phõn t hp cht ú ch cha
mt nguyờn t ca nguyờn t cn xỏc nh nguyờn t khi.
BNG 1.8. Nguyờn t khi ca cacbon

Phõn t khi

% khi lng

S n v nguyờn t
cacbon cú trong 1 phõn t
hp cht

Cacbondioxit

44

27,27

(44.27,27)/100=12

Cacbonoxit


Tờn hp cht

T kt qu thu c bng 1.8 cho thy nguyờn t khi ca cacbon phi
l 12.
Trờng đại học công nghiệp h nội

22

http://hhud.tvu.edu.vn

giáo trình hoá đại cơng


Từ các kết quả thực nghiệm thu được ở bảng 1.8, dễ dàng xác định được
công thức phân tử của :
Cacbon đioxit: CO2, cacbon oxit: CO, Axetilen: C2H2, benzen: C6H6 và
axeton là C3H6O. Hợp chất chỉ chứa một nguyên tử cacbon trong thí nghiệm trên
là CO2 và CO.
Từ cơ sở lý luận trên thấy rằng độ chính xác của phương pháp không
được cao vì kết quả xác định nguyên tử khối phụ thuộc vào khối lượng các chất
đem đi khảo sát. Vì thế nếu lấy được càng nhiều chất khác nhau thì kết quả thu
được sẽ càng cao.
Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế ở chỗ không xác định được
nguyên tử khối của các kim loại vì đa số các kim loại không tạo được các hợp
chất ở thể khí hay dễ bay hơi.
5.2. Phương pháp Đuy Lông- Pơti
5.2.1. Phương pháp Đuy Lông- Pơti
a) Nhiệt dung nguyên tử: nhiệt dung của một nguyên tố là nhiệt lượng cần
thiết nâng nhiệt độ của một mol nguyên tử của nguyên tố lên 1độ.
b) Nhiệt dung riêng (tỉ nhiệt): Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng để nâng


Bước 4: Từ H ′ suy ra hoá trị chính xác (H) bằng cách: chỉ lấy phần nguyên
của H ′ vì hoá trị là số nguyên.
Bước 5: Biết được hoá trị chính xác H, thì tìm được khối lượng nguyên tử
chính xác (A) bằng biểu thức: A = H. ∋
Ví dụ 2: Một kim loại có tỉ nhiệt là 0,22. Khi oxi hoá 0,162 g kim loại thì
thu được 0,306 g oxit. Xác định nguyên tử lượng chính xác của kim loại:
Trả lời:
Khối lượng nguyên tử gần đúng của kim loại là: A′ =
Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

23

http://hhud.tvu.edu.vn

6,3
= 28,64
0,22

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng


Đương lượng chính xác của kim loại là:

0,162
∋
m
m
=
→ ∋= × ∋ O =

2u

Từ kết quả xác định được A và tỷ lệ của đồng vị tương ứng, từ đó xác
định được khối lượng nguyên tử tương đối của đồng vị khảo sát.
Chẳng hạn khi tìm khối lượng nguyên tử của cacbon, phép đo khối phổ
cho biết trong tự nhiên cacbon gồm hai đồng vị là 12C và 13C với tỷ lệ tương ứng
là 98,982% và 1,108%. Từ các dữ kiện thực nghiệm này, xác định được khối
lượng nguyên tử của cacbon trong tự nhiên là:
12.98,892 + 13.1,108
= 12,01108 ≈ 12
100

Tr−êng ®¹i häc c«ng nghiÖp hμ néi

24

http://hhud.tvu.edu.vn

gi¸o tr×nh ho¸ ®¹i c−¬ng