Thêm dung môi, giữ lượng chất tan
Khi thêm nước vào dung dịch, **pha loãng** nghĩa là làm giảm nồng độ. Trong bài tính, xét không có phản ứng, không mất chất và chất tan vẫn tan hoàn toàn: lượng chất tan giữ nguyên, còn lượng dung dịch tăng.
Với nồng độ mol, vì $n=C_MV$ nên trước và sau pha loãng:
$$C_{M1}V_1=C_{M2}V_2.$$
$V_1,V_2$ là thể tích **dung dịch** trước và sau, không phải riêng lượng nước thêm. Khi tính số mol, dùng V bằng lít; nếu dùng công thức tỉ lệ trên, hai thể tích phải cùng đơn vị.
Tính theo thể tích dung dịch cuối
Có 100 mL dung dịch NaCl 0,5 M. Pha loãng để thu được 250 mL dung dịch, không mất chất tan.
Số mol NaCl ban đầu và sau pha loãng:
$$n=0{,}5\times0{,}1=0{,}05\ \mathrm{mol}.$$
Thể tích cuối $V_2=0{,}25$ L, nên:
$$C_{M2}=\frac{0{,}05}{0{,}25}=0{,}2\ \mathrm{mol/L}.$$
Khi thực hành theo hướng dẫn, cần thu đúng thể tích dung dịch cuối. Không tự coi thể tích nước phải thêm chính xác bằng 250 trừ 100 mL nếu chưa có giả thiết thể tích cộng được.
Bài luyện
Thêm nước vào dung dịch NaCl, không phản ứng, không mất chất và muối vẫn tan hết. Đại lượng nào giữ nguyên?
Thể tích tăng nên nồng độ mol giảm.
Thêm nước làm thể tích dung dịch thay đổi.
Thêm nước làm khối lượng dung dịch tăng.
Đúng: chỉ thêm dung môi, không thêm hoặc mất chất tan.
Lời giải
Pha loãng chỉ thêm nước trong tình huống đã nêu, nên số mol NaCl giữ nguyên. Khối lượng và thể tích dung dịch tăng, vì vậy nồng độ giảm. Đáp án D.
Bài luyện
Pha loãng 100 mL dung dịch NaCl 0,5 M thành 250 mL dung dịch, không mất chất. Nồng độ mol cuối là bao nhiêu?
Đúng: cùng số mol được phân bố trong thể tích lớn hơn.
Phương án này đảo tỉ số thể tích và cho nồng độ tăng.
Nồng độ không giữ nguyên khi thể tích tăng mà số mol không đổi.
0,05 mol là số mol chất tan, chưa phải nồng độ.
Lời giải
$n=0{,}5\times0{,}1=0{,}05$ mol. Với $V_2=0{,}25$ L, $C_{M2}=0{,}05/0{,}25=0{,}2$ M. Đáp án A.
Bài luyện
Thêm 50 g nước vào 50 g dung dịch NaCl 20% theo khối lượng, không mất chất và không phản ứng. Nồng độ phần trăm cuối là bao nhiêu?
Lượng dung dịch tăng nhưng lượng muối không tăng.
Pha loãng phải giảm, không tăng nồng độ trong tình huống này.
Đúng: 10 g NaCl trong 100 g dung dịch.
Cần tính số gam muối ban đầu rồi chia cho 100 g dung dịch cuối.
Lời giải
Khối lượng NaCl giữ nguyên: $m_{\mathrm{ct}}=(20/100)\times50=10$ g. Dung dịch cuối nặng $50+50=100$ g, nên $C\%=(10/100)\times100\%=10\%$. Đáp án C.
Trộn dung dịch: cộng lượng chất tan trước
Trộn 0,5 L dung dịch NaCl 0,2 M và 0,5 L dung dịch NaCl 0,6 M, **thu được 1,0 L dung dịch**. Giả thiết không phản ứng, không mất chất.
Hai lượng chất tan là:
$$n_1=0{,}2\times0{,}5=0{,}1\ \mathrm{mol}.$$
$$n_2=0{,}6\times0{,}5=0{,}3\ \mathrm{mol}.$$
Tổng $n=0{,}1+0{,}3=0{,}4$ mol; nồng độ cuối:
$$C_M=\frac{0{,}4}{1{,}0}=0{,}4\ \mathrm{mol/L}.$$
Cộng số mol, không cộng trực tiếp hai nồng độ. Chỉ lấy trung bình cộng nồng độ khi các thể tích bằng nhau và thể tích cuối đúng bằng tổng như dữ kiện này.
Bài luyện
Trộn 0,5 L dung dịch NaCl 0,2 M và 0,5 L dung dịch NaCl 0,6 M, thu được 1 L dung dịch. Không phản ứng, không mất chất. Nồng độ mol cuối là bao nhiêu?
Phương án này cộng nồng độ thay vì cộng số mol rồi chia thể tích.
Đúng: 0,4 mol NaCl trong 1 L dung dịch.
Đây là nồng độ của dung dịch thứ nhất, bỏ qua phần thứ hai.
Đây là nồng độ của dung dịch thứ hai, bỏ qua phần thứ nhất.
Lời giải
$n_1=0{,}2\times0{,}5=0{,}1$ mol; $n_2=0{,}6\times0{,}5=0{,}3$ mol. Tổng 0,4 mol trong 1 L, nên $C_M=0{,}4$ M. Đáp án B.