So sánh những thể tích khí bằng nhau
Để so sánh khí A và khí B nặng, nhẹ thế nào, xét các thể tích bằng nhau ở **cùng nhiệt độ và áp suất**. Chúng có cùng số mol nên tỉ số khối lượng bằng tỉ số khối lượng mol.
**Tỉ khối của khí A đối với khí B** được tính bằng:
$$d_{A/B}=\frac{M_A}{M_B}.$$
$d>1$: A nặng hơn B; $d<1$: A nhẹ hơn B; $d=1$: hai lượng khí đang so sánh có khối lượng bằng nhau. Tỉ khối không có đơn vị. Thứ tự A/B quyết định tử và mẫu, không đảo hai khối lượng mol.
Khi so với không khí, dùng khối lượng mol trung bình gần đúng $M_{\mathrm{kk}}=29$ g/mol:
$$d_{A/\mathrm{kk}}=\frac{M_A}{29}.$$
Đọc kết quả so sánh
Biết $M_{\mathrm{CO_2}}=44$, $M_{\mathrm{H_2}}=2$ g/mol:
$$d_{\mathrm{CO_2/H_2}}=\frac{44}{2}=22.$$
Nghĩa là thể tích $\mathrm{CO_2}$ có khối lượng gấp 22 lần thể tích $\mathrm{H_2}$ bằng nó ở cùng nhiệt độ, áp suất.
Với methane, $M_{\mathrm{CH_4}}=16$ g/mol:
$$d_{\mathrm{CH_4/kk}}=\frac{16}{29}\approx0{,}552<1.$$
Methane nhẹ hơn không khí. So sánh nặng, nhẹ này không xác định độ an toàn của khí hoặc của một không gian kín.
Bài luyện
Cho $M_{\mathrm{CO_2}}=44$, $M_{\mathrm{H_2}}=2$ g/mol. Tỉ khối của carbon dioxide đối với hydrogen là bao nhiêu?
Phương án này đảo khí ở tử và mẫu.
Cần tính tỉ số, không lấy hiệu.
Đúng: 44 chia 2.
Cần tính tỉ số, không lấy tổng.
Lời giải
$d_{\mathrm{CO_2/H_2}}=M_{\mathrm{CO_2}}/M_{\mathrm{H_2}}=44/2=22$, không có đơn vị. Đáp án C.
Bài luyện
Cho $M_{\mathrm{CH_4}}=16$ và $M_{\mathrm{kk}}\approx29$ g/mol. Nhận xét nào đúng?
Đúng: 16/29 nhỏ hơn 1.
Phương án này đảo tỉ số rồi kết luận sai khí đang xét.
16 và 29 không bằng nhau.
Tỉ khối là tỉ số, không phải hiệu có đơn vị g/mol.
Lời giải
$d_{\mathrm{CH_4/kk}}=16/29\approx0{,}552<1$ nên methane nhẹ hơn không khí theo phép so sánh đã học. Đáp án A.
Bài luyện
Hai thể tích bằng nhau của $\mathrm{CO_2}$ và $\mathrm{O_2}$ ở cùng nhiệt độ, áp suất. Biết khối lượng mol lần lượt 44 và 32 g/mol. Khối lượng $\mathrm{CO_2}$ gấp bao nhiêu lần khối lượng $\mathrm{O_2}$?
Cùng thể tích cho cùng số mol, không buộc cùng khối lượng.
Phương án này đảo tỉ số 32/44.
12 là hiệu khối lượng mol, không phải tỉ số.
Đúng: cùng số mol nên tỉ số khối lượng là 44/32.
Lời giải
Cùng thể tích, nhiệt độ, áp suất cho cùng số mol. Vì $m=nM$, tỉ số khối lượng là $44/32=1{,}375$. Đáp án D.
Bài luyện
Khí A có $d_{A/\mathrm{O_2}}=0{,}5$. Biết $M_{\mathrm{O_2}}=32$ g/mol. Khối lượng mol của A là bao nhiêu?
Cần nhân 32 với 0,5, không chia.
Đúng: suy ra khối lượng mol từ tỉ số.
Tỉ khối không phải lượng để trừ khỏi khối lượng mol.
Cần nhân tỉ khối với khối lượng mol khí so sánh.
Lời giải
Từ $d_{A/\mathrm{O_2}}=M_A/32=0{,}5$, suy ra $M_A=0{,}5\times32=16$ g/mol. Đáp án B.