Giải KHTN 8 Bài 7 (Chân trời sáng tạo): Nồng độ dung dịch

Giải KHTN 8 Bài 7: Nồng độ dung dịch

Giải KHTN 8 trang 35

Mở đầu trang 35 KHTN 8: Có 2 cốc chứa cùng một thể tích nước muối (dung dịch NaCl), một cốc mặn (đặc) và một cốc nhạt (loãng). Đại lượng nào dùng để đánh giá độ đặc, loãng của dung dịch?

Trả lời:

Đại lượng dùng để đánh giá độ đặc, loãng của dung dịch là nồng độ.

1. Dung dịch

Câu hỏi thảo luận 1 trang 35 KHTN 8: Hãy xác định chất tan và dung môi trong các dung dịch tạo thành ở Hình 7.1.

Trả lời:

- Trong dung dịch muối: chất tan là muối ăn (NaCl); dung môi là nước.

- Trong dung dịch đường: chất tan là đường (C₁₂H₂₂O₁₁); dung môi là nước.

Câu hỏi thảo luận 2 trang 35 KHTN 8: Tại sao lại gọi nước đường, nước muối là các dung dịch?

Trả lời:

Khi hoà tan đường hay muối (chất rắn) vào nước (chất lỏng) sẽ tạo thành nước đường hay nước muối (hỗn hợp đồng nhất).

Do đó có thể gọi nước đường, nước muối là các dung dịch.

2. Độ tan của một chất trong nước

Câu hỏi thảo luận 3 trang 35 KHTN 8: Độ tan của một chất trong nước phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời:

Độ tan của một chất trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ. Ngoài ra đối với chất khí, độ tan phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất.

Giải KHTN 8 trang 36

Câu hỏi thảo luận 4 trang 36 KHTN 8: Quan sát đồ thị Hình 7.2, hãy nhận xét độ tan của một số chất rắn và chất khí thay đổi như thế nào khi tăng nhiệt độ.

Trả lời:

- Độ tan của chất rắn sẽ tăng khi tăng nhiệt độ (trừ số ít trường hợp như Na₂SO₄ …)

- Độ tan của chất khí sẽ tăng khi giảm nhiệt độ.

Luyện tập trang 36 KHTN 8: Tính độ tan của muối Na₂CO₃ trong nước ở 25 ^oC. Biết rằng ở nhiệt độ này khi hoà tan hết 76,75 gam Na₂CO₃ trong 250 gam nước thì được dung dịch bão hoà.

Trả lời:

Áp dụng công thức:

$S=\frac{m_{ct}}{m_{dm}}\times 100=\frac{\mathrm{76,75}}{250}\times 100=\mathrm{30,7}$ (g/100g nước).

Vận dụng trang 36 KHTN 8: Hãy giải thích tại sao:

a) Khi pha nước chanh đá, người ta thường hoà tan đường hoặc muối ăn vào nước nóng, sau đó mới cho đá lạnh vào.

b) Trong sản xuất nước ngọt có gas, người ta thường nén khí (carbon dioxide) ở áp suất cao.

Trả lời:

a) Đường hoặc muối ăn tan tốt trong nước nóng, tan kém trong nước lạnh. Do đó khi pha nước chanh đá, người ta thường hoà tan đường hoặc muối ăn vào nước nóng, sau đó mới cho đá lạnh vào.

b) Độ tan của khí carbon dioxide tăng khi ở áp suất cao. Do đó trong sản xuất nước ngọt có gas, người ta thường nén khí (carbon dioxide) ở áp suất cao.

3. Nồng độ dung dịch

Câu hỏi thảo luận 5 trang 36 KHTN 8: Quan sát Hình 7.3, hãy cho biết vì sao 3 dung dịch của cùng một chất nhưng màu sắc của chúng lại khác nhau.

Trả lời:

3 dung dịch của cùng một chất nhưng màu sắc của chúng lại khác nhau do nồng độ của chúng khác nhau.

Câu hỏi thảo luận 6 trang 36 KHTN 8: Để tính nồng độ phần trăm của dung dịch ta cần biết những thông tin gì?

Trả lời:

Công thức tính nồng độ phần trăm của dung dịch:

$C\%=\frac{m_{ct}}{m_{dd}}\times 100(\%)$

Để tính nồng độ phần trăm của dung dịch ta cần biết những thông tin:

+ Khối lượng chất tan (m_ct);

+ Khối lượng dung dịch (m_dd).

Giải KHTN 8 trang 37

Luyện tập trang 37 KHTN 8: Hoà tan 21 gam KNO₃ vào 129 gam nước thu được dung dịch KNO₃. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch KNO₃ thu được.

Trả lời:

Khối lượng dung dịch = khối lượng dung môi + khối lượng chất tan

= 129 + 21 = 150 gam.

Nồng độ phần trăm của dung dịch KNO₃ thu được là:

$C\%=\frac{m_{ct}}{m_{dd}}\times 100(\%)=\frac{21}{150}\times 100(\%)=14(\%).$

Câu hỏi thảo luận 7 trang 37 KHTN 8: Làm thế nào để xác định được nồng độ mol của dung dịch?

Trả lời:

Công thức tính nồng độ mol của dung dịch:

$C_M=\frac{n}{V_{dd}}$

Như vậy để tính nồng độ mol của dung dịch cần biết: số mol chất tan và thể tích dung dịch.

Luyện tập trang 37 KHTN 8: Hoà tan 16 gam CuSO₄ khan vào nước thu được 200 ml dung dịch CuSO₄. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄.

Trả lời:

Số mol chất tan: $n_{CuS{O}_4}=\frac{16}{160}=\mathrm{0,1}\left(mol\right);$

Đổi 200 ml = 0,2 lít.

Nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ là:

$C_M=\frac{n}{V_{dd}}=\frac{\mathrm{0,1}}{\mathrm{0,2}}=\mathrm{0,5}\left(M\right).$

4. Pha chế dung dịch

Giải KHTN 8 trang 38

Luyện tập trang 38 KHTN 8: Từ muối ăn NaCl, nước cất và các dụng cụ cần thiết. Hãy tính toán và nêu cách pha chế 100 mL dung dịch NaCl có nồng độ 1 M.

Trả lời:

Dụng cụ và hoá chất: 1 ống đong có dung tích 150 mL, đũa thuỷ tinh, cân đồng hồ hoặc cân điện tử, muối ăn, nước cất.

Tính toán:

Số mol chất tan: n_NaCl = 0,1 × 1 = 0,1 (mol);

Khối lượng của 0,1 mol NaCl: m_NaCl = 0,1 × 58,5 = 5,85 (gam).

Cách pha chế:

- Cân lấy 5,85 gam NaCl cho vào ống đong có dung tích 150 mL.

- Rót từ từ nước cất vào ống đong và khuấy nhẹ cho đủ 100 mL dung dịch, ta thu được 100 mL dung dịch NaCl.

Vận dụng trang 38 KHTN 8: Gia đình bác nông dân muốn thực hiện dự án nuôi cá trong một hồ nước lợ. Để có được một hồ chứa nước lợ (dung dịch 1% muối ăn) thì bác nông dân đã cho vào hồ rỗng 1 000 kg nước biển (nước mặn chứa muối ăn với nồng độ dung dịch 3,5%). Bác nông dân phải đổ thêm vào hồ một khối lượng nước ngọt (có khối lượng muối ăn không đáng kể) là bao nhiêu để được một hồ chứa nước lợ có nồng độ 1% muối ăn?

Trả lời:

Khối lượng muối có trong 1 000 kg nước biển là:

$m_{NaCl}=\frac{1000\times \mathrm{3,5}}{100}=35\left(kg\right)$

Gọi x (kg) là khối lượng nước ngọt mà bác nông dân phải thêm vào hồ (x > 0).

Khi đó lượng nước trong hồ sau khi đổ nước ngọt là: 1 000 + x (kg).

Theo bài ra ta có phương trình:

$\frac{35}{1000+x}\times 100=1\iff x=2500.$

Vậy bác nông dân phải thêm vào hồ 2 500 kg nước ngọt.

Kiến thức trọng tâm KHTN 8 Bài 7: Nồng độ dung dịch

I. Dung dịch

Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của chất tan và dung môi.

Ví dụ:

Hoà tan đường vào nước được dung dịch nước đường.

Trong đó, đường là chất tan và nước là dung môi.

II. Độ tan của một chất trong nước

Độ tan của một chất trong nước là số gam tối đa chất đó hoà tan trong 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hoà ở một nhiệt độ, áp suất xác định.

Độ tan được tính theo công thức:

$S=\frac{m_{ct}}{m_{dm}}\times 100$

Trong đó:

S là độ tan (đơn vị gam/100 gam nước);

m_ct là khối lượng chất tan (đơn vị gam);

m_dm là khối lượng dung môi (đơn vị gam);

Nói chung, độ tan của chất rắn sẽ tăng khi tăng nhiệt độ (trừ một số ít trường hợp); độ tan của chất khí sẽ tăng khi giảm nhiệt độ và tăng áp suất.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ tan trong nước của một số chất rắn và chất khí được thể hiện bằng biểu đồ sau:

III. Nồng độ dung dịch

Có nhiều cách để biểu thị nồng độ dung dịch, hay sử dụng là nồng độ phần trăm và nồng độ mol.

1. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch

Nồng độ phần trăm (kí hiệu C%) của một dung dịch là số gam chất tan có trong 100 gam dung dịch.

Công thức tính nồng độ phần trăm của dung dịch:

$C\%=\frac{m_{ct}}{m_{dd}}\times 100(\%)$

Trong đó:

m_ct: khối lượng chất tan (đơn vị gam);

m_dd: khối lượng dung dịch (đơn vị gam).

Ví dụ:

Hoà tan 21 gam KNO₃ vào 129 gam nước thu được dung dịch KNO₃. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch KNO₃ thu được.

Hướng dẫn giải:

Khối lượng dung dịch = khối lượng dung môi + khối lượng chất tan

= 129 + 21 = 150 gam.

Nồng độ phần trăm của dung dịch KNO₃ thu được là:

$C\%=\frac{m_{ct}}{m_{dd}}\times 100(\%)=\frac{21}{150}\times 100(\%)=14(\%).$

2. Tính nồng độ mol của dung dịch

Nồng độ mol (kí hiệu C_M) của dung dịch là số mol chất tan (n) có trong 1 lít dung dịch.

Công thức tính nồng độ mol của dung dịch:

$C_M=\frac{n}{V_{dd}}$

Trong đó:

n: số mol chất tan (đơn vị mol);

V_dd: thể tích dung dịch (đơn vị lít, L);

C_M: nồng độ mol của dung dịch (đơn vị mol/L hoặc M).

Ví dụ:

Hoà tan 16 gam CuSO₄ khan vào nước thu được 200 ml dung dịch CuSO₄. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄.

Hướng dẫn giải:

Số mol chất tan: $n_{CuS{O}_4}=\frac{16}{160}=\mathrm{0,1}\left(mol\right);$

Đổi 200 ml = 0,2 lít.

Nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ là:

$C_M=\frac{n}{V_{dd}}=\frac{\mathrm{0,1}}{\mathrm{0,2}}=\mathrm{0,5}\left(M\right).$

IV. Pha chế dung dịch

Để pha chế một dung dịch có nồng độ cho trước, ta cần phải biết lượng chất tan (khối lượng hay số mol) cần dùng để hoà tan trong một lượng dung môi.

Ví dụ 1: Pha chế 50 gam dung dịch CaCl₂ có nồng độ 10%.

Hướng dẫn:

Dụng cụ và hoá chất: 1 cốc thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, cân đồng hồ hoặc cân điện tử, calcium chloride (CaCl₂) khan, nước cất.

Tính toán:

- Tìm khối lượng chất tan:

$m_{CaC{l}_2}=\frac{10\times 50}{100}=5\left(g\right)$

- Tìm khối lượng dung môi (nước):

m_dm = m_dd – m_ct = 50 – 5 = 45 (gam).

Cách pha chế:

- Cân lấy 5 gam CaCl₂ khan (màu trắng) cho vào cốc có dung tích 100 mL.

- Cân lấy 45 gam (hoặc đong lấy 45 mL) nước cất.

- Rót nước vào cốc và khuấy nhẹ, ta thu được 50 gam dung dịch CaCl₂ 10%.

Ví dụ 2: Từ muối ăn NaCl, nước cất và các dụng cụ cần thiết. Hãy tính toán và nêu cách pha chế 100 mL dung dịch NaCl có nồng độ 1 M.

Hướng dẫn:

Dụng cụ và hoá chất: 1 ống đong có dung tích 150 mL, đũa thuỷ tinh, cân đồng hồ hoặc cân điện tử, muối ăn, nước cất.

Tính toán:

Số mol chất tan: n_NaCl = 0,1 × 1 = 0,1 (mol);

Khối lượng của 0,1 mol NaCl: m_NaCl = 0,1 × 58,5 = 5,85 (gam).

Cách pha chế:

- Cân lấy 5,85 gam NaCl cho vào ống đong có dung tích 150 mL.

- Rót từ từ nước cất vào ống đong và khuấy nhẹ cho đủ 100 mL dung dịch, ta thu được 100 mL dung dịch NaCl.

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 8 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 8: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Ôn tập chương 1

Bài 9: Acid

Bài 10: Base

Bài 11: Thang pH