Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của chất tan và dung môi, trong đó các phần tử chất tan phân bố đều trong dung môi. Ví dụ quen thuộc nhất là nước đường: đường là chất tan, nước là dung môi, còn nước đường là dung dịch. Đây là kiến thức Hóa học lớp 8 nhưng theo bạn suốt các cấp học sau. Bài viết này trình bày dung dịch là gì, phân biệt chất tan và dung môi, thế nào là dung dịch bão hòa, cách hiểu độ tan và nồng độ dung dịch, kèm bảng tra cứu và nhiều bài tập có lời giải từng bước.
Dung dịch là gì?
Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của chất tan và dung môi. “Đồng nhất” nghĩa là mọi phần của dung dịch đều giống nhau về thành phần và tính chất, không thể phân biệt bằng mắt thường các phần tử chất tan riêng lẻ. Dung dịch phổ biến nhất ở thể lỏng (nước muối, nước đường), nhưng cũng có thể ở thể rắn (hợp kim như đồng thau) hay thể khí (không khí là dung dịch của nhiều chất khí). Điểm chung là chất tan luôn phân bố đều và không tự lắng xuống theo thời gian.
Chất tan và dung môi
Mỗi dung dịch đều gồm hai thành phần chính là chất tan và dung môi:
- Chất tan: là chất bị hòa tan trong dung môi, ví dụ đường, muối ăn, khí CO2 trong nước ngọt.
- Dung môi: là chất có khả năng hòa tan chất khác để tạo thành dung dịch; nước là dung môi phổ biến nhất, ngoài ra còn có cồn, xăng, dầu…
Thông thường, chất có lượng nhiều hơn được coi là dung môi, chất có lượng ít hơn là chất tan. Bảng dưới đây giúp bạn nhận diện nhanh hai thành phần trong vài dung dịch quen thuộc:
| Dung dịch | Chất tan | Dung môi |
|---|---|---|
| Nước muối | Muối ăn (NaCl) | Nước |
| Nước đường | Đường | Nước |
| Nước ngọt có ga | Khí CO2, đường | Nước |
| Cồn y tế 70 độ | Nước | Cồn (etanol) |
| Không khí | Khí oxy, CO2… | Khí nitơ |
Dung dịch bão hòa và chưa bão hòa
Tùy vào việc còn hòa tan thêm được chất tan hay không, người ta chia ra hai loại:
- Dung dịch chưa bão hòa: Có thể hòa tan thêm chất tan ở nhiệt độ xác định.
- Dung dịch bão hòa: Không thể hòa tan thêm chất tan ở nhiệt độ xác định đó; nếu cho thêm, chất tan sẽ lắng xuống đáy.
Lưu ý một dung dịch chỉ bão hòa ở một nhiệt độ cụ thể. Khi đun nóng, phần lớn chất rắn tan thêm được nên dung dịch đang bão hòa lại trở thành chưa bão hòa.
Độ tan của một chất
Độ tan (ký hiệu S) của một chất trong nước là số gam chất đó hòa tan được trong 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ xác định. Độ tan phụ thuộc vào bản chất chất tan, dung môi và nhiệt độ. Với hầu hết chất rắn, độ tan tăng khi nhiệt độ tăng; ngược lại, độ tan của chất khí trong nước thường giảm khi nhiệt độ tăng (đó là lý do nước ngọt để ấm sẽ bớt ga). Ví dụ, ở 20°C độ tan của muối ăn khoảng 36 gam, nghĩa là 100 gam nước hòa tan tối đa 36 gam muối rồi mới bão hòa.
Nồng độ dung dịch
Nồng độ cho biết lượng chất tan có trong một lượng dung dịch nhất định. Có hai cách biểu thị thường gặp:
- Nồng độ phần trăm (C%): cho biết số gam chất tan có trong 100 gam dung dịch. Công thức: C% = (mct / mdd) × 100%, với mdd = mchất tan + mdung môi.
- Nồng độ mol (CM): cho biết số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch, tính bằng CM = n / V (n là số mol, V là thể tích dung dịch tính bằng lít).
Để tránh nhầm lẫn giữa các đại lượng, bạn có thể tra nhanh bảng công thức sau:
| Đại lượng | Công thức | Đơn vị |
|---|---|---|
| Độ tan (S) | Số gam chất tan / 100 g nước (bão hòa) | gam |
| Nồng độ phần trăm (C%) | (mct / mdd) × 100% | % |
| Nồng độ mol (CM) | n / V | mol/l |
Phân biệt độ tan và nồng độ
Nhiều bạn hay nhầm hai khái niệm này. Độ tan là lượng chất tan tối đa hòa tan được ở một nhiệt độ (gắn với dung dịch bão hòa và 100 gam nước), còn nồng độ là lượng chất tan thực tế đang có trong một dung dịch bất kỳ (bão hòa hay chưa). Một dung dịch loãng vẫn có nồng độ, dù còn xa mới đạt độ tan tối đa. Nói cách khác, độ tan là “giới hạn”, nồng độ là “hiện trạng”.
Cách làm chất rắn tan nhanh hơn trong nước
Muốn chất rắn tan nhanh hơn, ta có thể: nghiền nhỏ chất rắn (tăng diện tích tiếp xúc), khuấy hỗn hợp (giúp chất tan tiếp xúc với dung môi mới liên tục), và đun nóng dung dịch (tăng chuyển động của phân tử). Lưu ý các cách này làm tăng tốc độ tan, còn lượng chất tối đa hòa tan được vẫn phụ thuộc vào độ tan ở nhiệt độ đó.
Bài tập vận dụng có lời giải
- Bài 1: Hòa tan 20 gam đường vào 80 gam nước. Tính nồng độ phần trăm. Lời giải: khối lượng dung dịch = 20 + 80 = 100 g; C% = 20/100 × 100% = 20%.
- Bài 2: Hòa tan 0,5 mol NaCl thành 2 lít dung dịch. Tính nồng độ mol. Lời giải: CM = n/V = 0,5/2 = 0,25 mol/l.
- Bài 3: Hòa tan 15 gam muối vào 135 gam nước. Tính C%. Lời giải: mdd = 15 + 135 = 150 g; C% = 15/150 × 100% = 10%.
- Bài 4: Cần bao nhiêu mol NaOH để pha 500 ml dung dịch NaOH 1 mol/l? Lời giải: V = 500 ml = 0,5 l; n = CM × V = 1 × 0,5 = 0,5 mol.
- Bài 5: Trong nước muối, đâu là chất tan, đâu là dung môi? Lời giải: muối là chất tan, nước là dung môi.
- Bài 6 (trắc nghiệm): Dung dịch bão hòa có tính chất nào? A. Còn hòa tan thêm được. B. Không hòa tan thêm được ở nhiệt độ đó. C. Không có chất tan. D. Chỉ có dung môi. Đáp án: B.
Câu hỏi thường gặp
Chất tan và dung môi khác nhau thế nào?
Chất tan là chất bị hòa tan, còn dung môi là chất hòa tan chất khác để tạo thành dung dịch. Trong nước đường, đường là chất tan, nước là dung môi; nước là dung môi phổ biến nhất.
Dung dịch bão hòa là gì?
Dung dịch bão hòa là dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan ở một nhiệt độ xác định. Nếu cho thêm chất tan, phần dư sẽ không tan mà lắng xuống đáy.
Độ tan là gì?
Độ tan của một chất là số gam chất đó hòa tan được trong 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ xác định. Độ tan phụ thuộc vào bản chất chất, dung môi và nhiệt độ.
Nồng độ phần trăm và nồng độ mol khác nhau ra sao?
Nồng độ phần trăm (C%) cho biết số gam chất tan trong 100 gam dung dịch, còn nồng độ mol (CM) cho biết số mol chất tan trong 1 lít dung dịch. Hai đại lượng dùng đơn vị và cách tính khác nhau.
Làm sao để chất rắn tan nhanh hơn?
Bạn có thể nghiền nhỏ chất rắn, khuấy đều và đun nóng dung dịch. Các cách này làm tăng tốc độ tan, nhưng lượng chất tối đa hòa tan được vẫn do độ tan ở nhiệt độ đó quyết định.
Độ tan và nồng độ có phải là một không?
Không. Độ tan là lượng chất tan tối đa hòa tan được ở một nhiệt độ (gắn với dung dịch bão hòa), còn nồng độ là lượng chất tan thực tế đang có trong dung dịch bất kỳ, dù đã bão hòa hay chưa.
Kết luận
Tóm lại, dung dịch là hỗn hợp đồng nhất gồm chất tan và dung môi, đặc trưng bởi độ tan và nồng độ (C% hoặc CM). Nắm vững các khái niệm này giúp bạn giải tốt các bài toán hóa học từ lớp 8 trở lên. Để học thêm, mời bạn tham khảo các bài 1 lít bằng bao nhiêu ml, 1 kg bằng bao nhiêu gam và một năm ánh sáng bằng bao nhiêu km trên chuyên mục tin tức của Hoàng Hà Mobile.
Xem thêm:
