Muối khan là gì? Ký hiệu hóa học, khối lượng muối khan?

1. Muối khan là gì?

Muối khan còn được hiểu là muối khô, là những hợp chất ion có dạng rắn ở điều kiện bình thường, không chứa nước hoặc các dung môi khác. Muối khan có thể được tạo ra bằng cách bay hơi nước hoặc dung môi khác khỏi dung dịch muối, hoặc bằng cách phản ứng trực tiếp giữa hai nguyên tố hoặc hai hợp chất. Loại muối này có nhiều tính chất đặc trưng, như có nhiệt độ nóng chảy cao, có khả năng dẫn điện khi tan trong nước hoặc nóng chảy, và có thể phân hủy khi nhiệt độ cao. Muối khan cũng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, y tế và sinh học. Muối ăn mà chúng ta dùng hằng ngày cũng có thể được gọi là muối khan.

2. Ký hiệu hóa học và khối lượng của muối khan:

Công thức hóa học của muối khan phụ thuộc vào thành phần của dung dịch muối ban đầu. Hai loại muối khan phổ biến là muối đồng sunfat (CuSO4) và muối magie sunfat (MgSO4).

Muối đồng sunfat (CuSO4) 

– Là một chất rắn màu xanh lam, có tính chất khử trùng, xúc tác và điện ly.

– Được sử dụng trong sản xuất túi khí an toàn, thuốc trừ sâu, xử lý nước thải và bột giặt; được sử dụng trong phòng thí nghiệm để thực hiện các phản ứng hóa học với các kim loại như sắt, kẽm và nhôm.

Muối magie sunfat (MgSO4) 

– Là một chất rắn màu trắng, có tính chất làm đặc, bảo quản và điện ly.

– Được sử dụng trong sản xuất phân bón, mỹ phẩm, thuốc và giấy; được sử dụng trong y học để điều trị các bệnh như thiếu magie, tăng huyết áp và co thắt cơ.

Công thức tính khối lượng muối khan là:

m muối khan = m kim loại + m gốc axit

Trong đó, m kim loại là khối lượng của kim loại trong muối, m gốc axit là khối lượng của gốc axit trong muối.

Ví dụ, để tính khối lượng muối khan CuSO4, ta có:

m CuSO4 = m Cu + m SO4

Trong đó, m Cu = 63,5 gam/mol, m SO4 = 96 gam/mol. Do đó, m CuSO4 = 159,5 gam/mol.

3. Các bài tập vận dụng:

Bài 1: Cho 100g dung dịch muối natri sunfat 20% vào một bình cầu có dung tích 1 lít, đun nóng đến khi dung dịch sôi và duy trì nhiệt độ sôi trong 30 phút. Sau đó, để nguội dung dịch và cân khối lượng muối khan thu được. Biết rằng khi đun nóng, một phần nước bị bay hơi và không có phản ứng hóa học xảy ra. Tính khối lượng muối khan thu được.

Lời giải:

– Khối lượng muối ban đầu: 100 x 20% = 20g

– Khối lượng nước ban đầu: 100 – 20 = 80g

– Giả sử khối lượng nước bị bay hơi là x (g), ta có:

+ Khối lượng dung dịch sau khi đun nóng: 100 – x (g)

+ Nồng độ dung dịch sau khi đun nóng: 20 / (100 – x) (%)

– Theo điều kiện bài toán, dung dịch sau khi đun nóng đã bão hòa, tức là nồng độ bằng nồng độ bão hòa của muối natri sunfat ở nhiệt độ sôi (100°C), là 32%. Vậy ta có phương trình:

20 / (100 – x) = 32

– Giải phương trình, ta được: x = 37.5

– Vậy khối lượng nước bị bay hơi là 37.5g, khối lượng dung dịch sau khi đun nóng là 62.5g

– Khối lượng muối khan thu được là khối lượng muối ban đầu trừ đi khối lượng muối tan trong dung dịch sau khi đun nóng, tức là:

Khối lượng muối khan = 20 – (20 / (100 – x)) x (100 – x) = 20 – (20 / (100 – 37.5)) x (100 – 37.5) = 7.5 (g)

Bài 2: Cho biết trong một thí nghiệm, người ta cho vào một bình cầu có dung tích 2 lít chứa dung dịch muối amoni clorua có nồng độ 10% một lượng khí clo có áp suất bằng áp suất không khí. Sau khi phản ứng hoàn toàn, người ta thu được dung dịch X và khí nitơ. Tính khối lượng muối khan thu được sau khi cô cạn dung dịch X.

Lời giải:

– Phương trình phản ứng: NH4Cl + Cl2 -> N2 + HCl + Cl2

– Biết rằng áp suất không khí là 1 atm, ta có thể tính được số mol của khí clo ban đầu theo công thức:

PV = nRT

Trong đó P là áp suất (atm), V là thể tích (lít), n là số mol, R là hằng số khí lí tưởng (0.082 atm.l/mol.K), T là nhiệt độ tuyệt đối (K)

– Giả sử thí nghiệm được thực hiện ở điều kiện tiêu chuẩn (0°C hay 273K), ta có:

Số mol của khí clo ban đầu: n(Cl2) = PV / RT = (1 x 2) / (0.082 x 273) = 0.089 mol

– Theo phương trình phản ứng, mỗi mol khí clo phản ứng với một mol muối amoni clorua, vậy số mol của muối amoni clorua ban đầu cũng là 0.089 mol

– Khối lượng muối amoni clorua ban đầu: m(NH4Cl) = n(NH4Cl) x M(NH4Cl) = 0.089 x 53.5 = 4.76 (g)

– Khối lượng dung dịch muối amoni clorua ban đầu: m(dung dịch) = m(NH4Cl) / C(NH4Cl) = 4.76 / 0.1 = 47.6 (g)

– Khối lượng nước trong dung dịch muối amoni clorua ban đầu: m(H2O) = m(dung dịch) – m(NH4Cl) = 47.6 – 4.76 = 42.84 (g)

– Theo phương trình phản ứng, mỗi mol muối amoni clorua tạo ra một mol axit clohiđric, vậy số mol của axit clohiđric trong dung dịch X là 0.089 mol

– Khối lượng axit clohiđric trong dung dịch X: m(HCl) = n(HCl) x M(HCl) = 0.089 x 36.5 = 3.25 (g)

– Khối lượng dung dịch X: m(X) = m(H2O) + m(HCl) = 42.84 + 3.25 = 46.09 (g)

– Khối lượng muối khan thu được sau khi cô cạn dung dịch X: m(muối khan) = m(X) – m(H2O) = 46.09 – 42.84 = 3.25 (g)

Bài 3:

Cho 0,5 mol muối khan Na2CO3 vào 500 ml dung dịch HCl 0,2M. Tính nồng độ mol của các chất có trong dung dịch sau phản ứng.

Lời giải:

– Phương trình phản ứng: Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2.

– Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(Na2CO3) = n(NaCl) = 0,5 mol;

n(HCl) = n(CO2) = 0,1 mol.

– Nồng độ mol của các chất có trong dung dịch sau phản ứng là:

[NaCl] = n(NaCl)/V = 0,5/0,5 = 1 M;

[HCl] = n(HCl)/V = 0,1/0,5 = 0,2 M;

[CO2] = n(CO2)/V = 0,1/0,5 = 0,2 M.

Bài 4: Cho biết khối lượng muối khan KNO3 cần để tạo ra dung dịch có nồng độ mol là 0,1 M và thể tích là 250 ml. 

Lời giải:

– Phương trình phản ứng: KNO3 -> K+ + NO3-.

– Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(KNO3) = n(K+) = n(NO3-) = c.V = 0,1 x 0,25 = 0,025 mol.

– Khối lượng muối khan KNO3 cần là:

m(KNO3) = n(KNO3) x M(KNO3) = 0,025 x (39 + 14 + 48) = 2,525 g.

Bài 5: Cho biết khối lượng muối khan CuSO4 cần để tạo ra dung dịch có màu xanh lam và thể tích là 100 ml. 

Lời giải:

– Phương trình phản ứng: CuSO4 -> Cu2+ + SO42-.

– Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(CuSO4) = n(Cu2+) = n(SO42-).

– Khối lượng muối khan CuSO4 cần phải đủ để tạo ra dung dịch có màu xanh lam, tức là dung dịch có nồng độ mol của ion Cu2+ từ khoảng 0,01 M trở lên.

Giả sử ta chọn nồng độ mol của ion Cu2+ là 0,01 M, thì khối lượng muối khan CuSO4 cần là:

m(CuSO4) = n(CuSO4) x M(CuSO4) = c.V x (63,5 + 32 + 64) = 0,01 x 0,1 x (159,5) = 0,1595 g.

Bài 6: Cho biết khối lượng muối khan NaOH cần để tạo ra dung dịch có pH bằng 12 và thể tích là 200 ml. 

Lời giải:

– Phương trình phản ứng: NaOH -> Na+ + OH-.

– Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(NaOH) = n(Na+) = n(OH-) = c.V.

– Theo công thức tính pH của dung dịch bazơ yếu:

pH = -log[OH-].

Ta có: [OH-] = 10^(-pH) = 10^(-12) M.

– Khối lượng muối khan NaOH cần là:

m(NaOH) = n(NaOH) x M(NaOH) = c.V x (23 + 16 + 1) = [OH-].V x (40) = 10^(-12) x 0,2 x (40) = 8 x 10^(-12) g.

Bài 7: Cho biết khối lượng muối khan NH4Cl cần để tạo ra dung dịch có pH bằng 5 và thể tích là 300 ml. 

Lời giải:

– Phương trình phản ứng:

NH4Cl -> NH4+ + Cl-.

– Theo định luật bảo toàn nguyên tố, ta có:

n(NH4Cl) = n(NH4+) = n(Cl-) = c.V.

– Theo công thức tính pH của dung dịch axit yếu:

pH = -log[NH4+].

Ta có: [NH4+] = 10^(-pH) = 10^(-5) M.

– Khối lượng muối khan NH4Cl cần là:

m(NH4Cl) = n(NH4Cl) x M(NH4Cl) = c.V x (14 + 4 + 35,5) = [NH4+].V x (53,5) = 10^(-5) x 0,3 x (53,5) = 1,605 x 10^(-3) g.