Công thức tính độ tan của một chất hóa học chi tiết nhất

Độ tan là một khái niệm cơ bản nhưng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học, đặc biệt là hóa học. Nó biểu thị khả năng hòa tan của một chất trong một dung môi nhất định để tạo thành dung dịch đồng nhất. Vậy độ tan là gì? Công thức tính độ tan như thế nào? Những yếu tố nào ảnh hưởng đến độ hòa tan của một chất? Hãy cùng tìm hiểu ngay trong bài viết này.

Công thức tính độ tan

Công thức tính độ tan được xác định như sau:

S = mctmdm x 100

Trong đó:

  • S là ký hiệu của độ tan (Đơn vị đo độ tan: Độ tan (S) thường được tính bằng tỷ lệ khối lượng chất tan trên 100g dung môi. Khi dung môi là nước, đơn vị được dùng là g/100g nước)
  • mct là khối lượng của chất tan để tạo thành dung dịch bão hòa (đơn vị: gam)
  • mdm là khối lượng của dung môi (nước) để tạo thành dung dịch bão hòa (đơn vị: gam)

Dựa vào công thức tính độ tan, người ta có thể tìm được mối quan hệ giữa độ tan của một chất với nồng độ phần trăm dung dịch bão hoà của chúng ở một mức nhiệt độ xác định như sau:

C = 100 x S100 + S

Công thức tính độ tan
Công thức độ tan cho phép bạn tính toán tỷ lệ phần trăm của chất tan trong dung dịch

Trong đó, độ tan hay độ hòa tan là đại lượng đặc trưng cho khả năng hòa tan của một chất (rắn, lỏng hay khí) vào dung môi để tạo thành một dung dịch đồng nhất. Hay còn được hiểu đó chính là số gam của chất đó hòa tan vào trong 100g dung môi (thường là nước) để tạo ra một dung dịch bão hòa tại một điều kiện nhiệt độ nhất định.

Tuy nhiên, không phải chất nào cũng tan trong nước. Vì vậy, người ta thường dựa vào độ tan trong nước của chất đó để xác định đó là chất tan hay không tan. Cụ thể:

  • Nếu 100g nước hòa tan được trên 10g chất thì nó sẽ là chất tan hay chất dễ tan
  • Nếu 100g nước hòa tan được dưới 1g chất thì đó là chất ít tan
  • Nếu 100g nước chỉ hòa tan được dưới 0,01g chất thì chúng được gọi là chất không tan

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của một chất

Độ tan của một chất trong dung môi phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, cụ thể:

  • Nhiệt độ: Đối với phần lớn chất rắn, độ tan tăng lên khi nhiệt độ tăng. Ngược lại, độ tan của chất khí thường giảm khi nhiệt độ tăng.
  • Áp suất: Áp suất ảnh hưởng đáng kể đến độ tan của chất khí. Càng tăng áp suất, lượng khí hòa tan trong dung môi càng nhiều, trong khi áp suất ít ảnh hưởng đến độ tan của chất rắn và chất lỏng.
  • Tính chất hóa học của chất tan và dung môi: Các chất có tính chất hóa học tương tự nhau thường hòa tan tốt trong nhau. Ví dụ, muối ăn (NaCl) tan tốt trong nước vì cả muối và nước đều có tính phân cực.
  • pH của dung môi: Độ pH của dung môi ảnh hưởng lớn đến độ tan của các chất có tính axit hoặc bazơ. Axit yếu tan tốt hơn trong môi trường kiềm, và ngược lại.
  • Kích thước hạt: Kích thước hạt của chất tan cũng ảnh hưởng đến tốc độ và khả năng hòa tan. Hạt càng nhỏ, diện tích tiếp xúc với dung môi càng lớn, quá trình hòa tan diễn ra càng nhanh.
  • Hiện tượng hydrat hóa: Trong quá trình kết tinh, chất rắn có thể tồn tại dưới dạng khan hoặc ngậm nước. Chất rắn dạng khan thường có độ tan lớn hơn so với chất rắn dạng ngậm nước.
  • Hiện tượng đa hình: Các dạng tinh thể khác nhau của cùng một chất rắn có thể có độ tan khác nhau. Tinh thể kém bền thường dễ tan hơn tinh thể bền.
  • Chất điện hoạt: Chất điện hoạt như xà phòng có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của dung môi, giúp các chất khó tan hòa tan dễ dàng hơn bằng cách tạo thành các micelle.
  • Chất điện li: Chất điện li trong dung dịch có thể làm giảm độ tan của các chất tan nên cần lưu ý pha loãng chất điện li trước khi hòa vào dung dịch.
  • Các ion cùng tên: Khi hòa tan nhiều chất trong cùng một dung môi, cần tuân thủ thứ tự hòa tan. Việc tăng nồng độ của một loại ion có thể làm giảm độ tan của các ion cùng loại khác.
Công thức tính độ tan
Độ tan của một chất có thể thay đổi theo nhiều yếu tố

Bài tập ví dụ có lời giải về công thức độ tan

Dưới đây là một số bài tập vận dụng công thức độ tan giúp bạn hiểu rõ hơn về tính chất hòa tan của rượu và áp dụng kiến thức hóa học một cách hiệu quả

Ví dụ 1: Ở 20°C, 60 gam KNO3 hòa tan trong 190 gam nước thì thu được dung dịch bão hoà. Tính độ tan của KNO3 ở nhiệt độ này?

Lời giải:

mH2O = dH2O x VH2O = 1 x 190 = 190 gam

Áp dụng công thức: S = mctmdm x 100

⇒ Độ tan trong nước của KNO3 ở 20oC là:

S = 60190 x 100 = 31,58 gam/100 gam nước

Công thức tính độ tan
Bài tập vận dụng công thức tính độ tan

Ví dụ 2: Ở 25°C, độ tan của NaCl là 36 gam. Tính thể tích nước cần dùng để hòa tan 1 mol NaCl ở cùng nhiệt độ đó?

Lời giải:

Theo đề bài ta có mNaCl= n.M = 1 x 58,5 = 58,5 gam

Áp dụng công thức S = mctmdm x 100 ⇒ mdm = mctS x 100

Thay số vào ta có: mH2O = mctS x 100 = 58,536 x 100 = 162,5 gam

Với dH2O =1g/ml ⇒ VH2O = mH2OdH2O = 162,51 = 162,5 ml

Vậy thể tích nước cần dùng để hòa tan 1 mol NaCl ở 25°C là 162,5ml

Ví dụ 3: Xác định độ tan của Na2CO3 trong nước ở 18°C. Biết ở nhiệt độ này, hoà tan hết 143 gam Na2CO3.10H2O trong 250 gam nước thì được dung dịch bão hoà

Lời giải:

Ta có số mol Na2CO3.10H2O là: nNa2CO3.10H2O = mNa2CO3.10H2OMNa2CO3.10H2O = 143286 = 0,5 mol

⇒ mNa2CO3 = 0,5 x 106 = 53 gam

⇒ mH2O = 0,5 x 180 = 90 gam

Tổng khối lượng nước là: 90 + 250 = 340 gam

Áp dụng công thức tính độ tan:

S = mctmdm x 100 = 53340 x 100 = 15,59 gam/100 gam nước

Vậy độ tan của Na2CO3 ở 18o°C là 15,59 gam

Lời kết

Hiểu rõ công thức tính độ tan và các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan giúp chúng ta dự đoán được khả năng hòa tan của các chất trong dung môi, từ đó ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau như hóa học, dược phẩm, công nghiệp… Hy vọng bài viết trên giúp việc ôn tập và ghi nhớ công thức dễ dàng, qua đó giúp bạn tự tin hơn khi làm bài tập và chinh phục các kỳ thi.

Bài viết liên quan

  • Tổng quan công thức Faraday hóa và ứng dụng trong điện phân

    Tổng quan công thức Faraday hóa và ứng dụng trong điện phân

    Tìm hiểu chi tiết về công thức Faraday hóa học trong điện phân, cách áp dụng định luật và giải bài tập với phương pháp đơn giản. Hướng dẫn tính toán khối lượng chất điện phân chuẩn xác.

  • Thông tin chi tiết về công thức tỉ khối và cách áp dụng trong hóa học

    Thông tin chi tiết về công thức tỉ khối và cách áp dụng trong hóa học

    Tìm hiểu công thức tỉ khối và cách áp dụng trong hóa học. Bài viết giải thích chi tiết các loại tỉ khối, phương pháp xác định và bài tập thực hành cho học sinh dễ hiểu.

  • Tổng quan công thức tính nồng độ đương lượng và cách áp dụng

    Tổng quan công thức tính nồng độ đương lượng và cách áp dụng

    Tìm hiểu chi tiết công thức tính nồng độ đương lượng, cách xác định đương lượng gam và giải bài tập với phương pháp đơn giản. Bao gồm công thức, ví dụ và bài tập mẫu có lời giải.

  • Tổng quan công thức tính số liên kết hóa trị và cách áp dụng chuẩn xác

    Tổng quan công thức tính số liên kết hóa trị và cách áp dụng chuẩn xác

    Hướng dẫn công thức tính số liên kết hóa trị và phương pháp xác định chính xác các loại liên kết trong phân tử hữu cơ. Giải thích chi tiết cách tính liên kết σ, π kèm bài tập minh họa.

  • Phân tích công thức tính liên kết hidro và ứng dụng trong hóa học

    Phân tích công thức tính liên kết hidro và ứng dụng trong hóa học

    Tìm hiểu công thức tính liên kết hidro và cách áp dụng trong các phân tử, gen, protein. Giải thích chi tiết bản chất, vai trò quan trọng trong nước, rượu và axit nucleic.

  • Công thức tính đồng phân và cách xác định nhanh các dạng đồng phân hóa học

    Công thức tính đồng phân và cách xác định nhanh các dạng đồng phân hóa học

    Tìm hiểu công thức tính đồng phân và phương pháp xác định nhanh số đồng phân trong hóa học. Hướng dẫn chi tiết cách tính đồng phân ankan, ancol kèm bài tập và mẹo giải nhanh cho học sinh.